Phần 5 Kết luận và kiến nghị
2.4. Sơ đồ quy trình sản xuất mật ong ở Việt Nam
Nguồn: Matilak (2020)
Quy trình cơng nghệ gồm có các khâu chính như sau:
Thu hoạch mật ong: Việc khai thác mật ong phụ thuộc vào địa điểm và thay
thế đàn ong. Đối với đàn ong mạnh có lượng ong lớn, ong phủ đầy cầu thì số lượng ong thợ đi làm việc ngoài trời nhiều hơn dẫn đến năng suất cao hơn. Việc khai thác mật được tiến hành khi có 2/3 lỗ tổ trên cầu đã được vít nắp hồn tồn có như vậy hàm lượng nước trong mật ong thấp và chất lượng mật mới được đảm bảo. Khi khai thác cần phải tiến hành vào buổi sáng để mật đặc hơn vì khơng lẫn mật hoa mới lấy về trong ngày. Dùng máy quay mật loại ly tâm để ấu trùng không bị văng ra. Trước khi quay phải rũ hết ong bám trên bánh tổ rồi dùng dao cắt vít nắp bằng cách đưa dao từ dưới lên để không làm vỡ bánh tổ. Đặt các cầu đã cắt nắp vào trong thùng quay và quay đều tay với tốc độ tăng dần để mật văng ra khỏi tay quay, sau đó trả các cầu đã quay mật xong trở lại đàn cũ để ong tiếp tục nuôi dưỡng ấu trùng và tiếp tục trữ mật.
Lọc thô mật: Mật ong mới quay ly tâm xong thường lẫn nhiều tạp chất như:
ấu trùng, xác ong, cát bụi và các mẫu sáp ong,… Cần phải tiến hành lọc mật để mật được sạch và không bị hỏng. Ở các cơ sở nuôi ong, mật ong vừa ly tâm xong cho chảy qua lưới có kích thước lỗ lưới từ 1,0÷1,5 mm. Với mặt lưới nhỏ thì lưới được thiết kế theo hình bán cầu để tăng diện tích hữu ích, để mật chảy nhanh.
Thu hoạch mật ong
Lọc tinh Lọc thô
Khuấy trộn
Lắng
Cơ đặc mật ong Đóng gói và bảo quản
Khuấy trộn: Do mật ong từ nhiều nguồn khác nhau nên sau khi lọc thô ta cho vào bồn trộn để tiến hành hoà trộn mật ong lại với nhau. Khuấy trộn mật ong nhằm làm đồng nhất mật. Bồn trộn gồm có một bồn đứng có thể tích khoảng 16÷20 ngàn lít, bên trong có cánh khuấy, cánh khuấy quay với tốc độ 50÷70 vịng/phút.
Lắng: Lắng nhằm mục đích làm cho mật trong hơn, giảm bớt bọt và loại đi
các chất có khối lượng riêng lớn hơn hay nhỏ hơn mật. Các tạp chất như: cát, đất,... có khối lượng riêng lớn hơn sẽ chìm xuống đáy bồn (hay cịn gọi là cặn), sau một thời gian lớp cặn này càng nhiều ta tiến hành rửa bồn lắng để loại bỏ chúng, tạp chất như: phấn hoa, râu ong, chân ong,... nhẹ hơn sẽ nổi lên phía trên. Sau khi khuấy trộn, mật ong được bơm lên chứa trong bồn (16.000÷20.000lít), để lắng trong vịng 3÷5 ngày có thể loại đi các tạp chất nặng.
Lọc tinh: Nhằm loại bỏ các tạp chất có kích thước rất nhỏ như: sáp, phấn hoa, cơn trùng,... Mật ong sau khi qua lọc tinh có thể lọc các tạp chất rắn có kích thước từ 0,5÷1,0 mm. Sau khi lọc các hạt tạp chất rắn còn lại trong mật có kích thước từ vài trăm đến vài micromet. Hiện nay có nhiều thiết bị lọc như: lưới lọc, khay lọc, máy lọc ép, lọc theo phương pháp hút chân khơng. Sau khi lọc tinh vẫn cịn một số tạp chất rất nhỏ li ti, thường là phấn hoa. Các tạp chất này đối với thị trường châu Âu thì chấp nhận, cịn thị trường Mỹ thì khơng được.
Cô đặc mật ong: Thông thường mật ong được khai thác từ các trại có hàm lượng nước lớn hơn 20%, điều kiện bảo quản mật rất khó khăn, sau nhiều tháng bảo quản mật ong sẽ bị lên men và bị chua. Thể hiện trên miệng chai có nhiều bọt, màu mật trở nên sẫm, nếm có vị chua, nếu để q lâu cịn có vị cay (HMF cao) là mật đã hỏng. Một số mật thu hoạch sau vài tháng sẽ chuyển sang dạng tinh thể gọi là mật kết tinh vì trong mật có tỷ lệ đường glucose cao. Để duy trì chất lượng sản phẩm một trong những giải pháp được sử dụng là phương pháp lọc phiến để tách nước trong mật ra. Giải pháp này có ưu điểm là chất lượng mật không thay đổi đảm bảo đạt tiêu chuẩn xuất khẩu với hàm lượng nước <18,5%. Tuy nhiên phương pháp này có nhược điểm là tốc độ lọc thấp, thời gian lọc kéo dài. Vì vậy, hiện nay người ta thường dùng thiết bị hạ thuỷ phần hay thiết bị cô đặc.
Đóng gói và bảo quản mật ong: Sau khi giảm thủy phần đến tiêu chuẩn, tại
các Công ty, mật được cho vào các thùng phi lớn (200 lít) để xuất khẩu hay các hũ nhỏ hay chai nhỏ (250ml, 500ml,...) để tiêu dùng nội địa. Mật ong là một loại thực phẩm cao cấp do vậy việc bảo quản tại các trại ni ong rất khó khăn trong điều kiện nhiệt độ trung bình hằng năm ở nước ta rất cao làm ảnh hưởng đến chất
lượng mật ong. Vì thế, người ni ong khơng nên trữ mật quá lâu tại kho mà phải bán ngay để thu hồi vốn. Mật đã được lọc chứa trong thùng đựng thực phẩm, bồn inox và phải có nắp đậy để tránh việc hút ẩm từ khơng khí. Các dụng cụ trữ mật phải được đặt ở nơi thoáng mát (nếu bảo quản lâu phải bảo quản ở nhiệt độ dưới 10oC). Mật ong đạt tiêu chuẩn có màu sắc và hương vị đặc trưng.
2.4. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG THIẾT BỊ CÔ ĐẶC MẬT ONG MẬT ONG
Cô đặc sản phẩm là q trình loại dung mơi ra khỏi dung dịch để thu lại chất hịa tan khơng bay hơi có nồng độ cao hơn. Đối với sản phẩm thực phẩm lỏng, dung môi chủ yếu là nước, vì vậy để loại bỏ nước, người ta có thể dùng phương pháp làm cho nước kết tinh (cô đặc đông lạnh tương tự như sấy thăng hoa) hoặc làm cho nước bốc hơi bằng cách đun sơi.
2.4.1. Tình hình nghiên cứu và ứng dụng thiết bị cơ đặc mật ong trên thế giới
2.4.1.1. Thiết bị cô đặc mật ong chân không kiểu phun
- Thiết bị cô đặc mật ong chân không kiểu phun dung dịch mật do Ấn Độ sản xuất (hình 2.5). Mật ong được bơm vào ống xoắn làm bằng đồng, đi qua bể chứa nước nóng (52÷60oC), mật sẽ được làm nóng lên 40÷45oC và được phun vào buồng cơ đặc chân khơng, khi đó nước trong dung dịch mật sẽ bốc hơi nhanh và được bơm chân không hút qua dàn lạnh, ngưng tụ lại thành dạng lỏng và được thải ra ngồi. Cơng nghệ này có thể giảm được 1,1÷1,8% nước trong mật ong sau mỗi lần tuần hồn. Vì vậy, để giảm độ ẩm trong mật ong xuống mức đạt yêu cầu cần phải thực hiện tuần hoàn qua nhiều lần.
1- Động cơ; 2- Thùng thành phẩm; 3- Bảng điều khiển; 4- Thùng gia nhiệt; 5- Động cơ quạt khơng khí nóng; 6- Buồng cơ đặc; 7- Bộ phận khuấy; 8- Bơm chân không; 9- Bơm mật ong.
Hình 2.5. Thiết bị cơ đặc chân khơng trong dây chuyền chế biến mật ong
Ưu điểm: thời gian cô đặc ngắn do dung dịch mật được phun thành dạng sương mù làm tăng diện tích tiếp xúc giữa bề mặt vật liệu với tác nhân sấy, nhiệt độ cô đặc thấp nên hàm lượng HMF không bị tăng cao, hoạt độ của Diastase ít bị ảnh hưởng, mật ong thương phẩm thường có màu sáng trong và chậm kết tinh hơn trong thời gian tồn trữ so với các loại mật khi cô đặc không áp dụng công nghệ này. Nhược điểm: giá thành thiết bị cao, tiêu thụ năng lượng lớn, vận hành phức tạp.
2.4.1.2. Thiết bị cô đặc mật ong kiểu chân không dạng ống
Thiết bị cô đặc mật ong kiểu chân không dạng ống do Trung Quốc sản xuất (hình 2.6).
1- Buồng cơ đặc; 2- Thùng chứa thành phẩm; 3- Bộ phận ngưng tụ hơi thứ; 4- Ống dẫn hơi thứ; 5- Ống xả; 6- Cửa vào nguyên liệu; 7- Đường dẫn hơi đốt; 8- Cửa ra nước ngưng; 9- Ống tuần hoàn;
10- Van hồi lưu; 11- Đầu dò độ Baume; 12- Van xả mật; 13- Bơm mật; 14- Đồng hồ lưu lượng; 15- Áp kế; 16- Nhiệt kế, 17- Hơi thứ; 18- Cửa ra hơi thứ; 19- Cửa thốt khí khơng ngưng tụ;
20- Cửa cấp nước lạnh; 21- Ống dẫn nước ngưng; 22- Thùng chứa nước ngưng; 23- Kính quan sát; 24- Buồng bay hơi; 25- Buồng gia nhiệt; 26- ống đun sơi.
Hình 2.6. Thiết bị cơ đặc chân không dạng ống
Nguồn: Xingwu & Liyu (2014)
Mật ong được đưa vào buồng cô đặc 1 qua cửa nạp liệu 6 và được đun nóng trong buồng gia nhiệt 25. Trong buồng gia nhiệt 25 có chùm ống nhỏ được đặt thẳng đứng dùng để đun nóng dung dịch mật ong trong ống đến nhiệt độ sơi (cịn gọi ống đun sôi). Các ống này được gia nhiệt bởi hơi đốt bên ngoài qua cửa dẫn hơi đốt 7. Khi dung dịch mật ong đạt nhiệt độ sôi, hơi thứ được tạo thành đi về bộ phận ngưng tụ hơi thứ 3 (baromet). Ở đây hơi thứ sẽ ngưng tụ, trộn lẫn với nước do đường nước ngưng 20 chuyển đến về thùng nước ngưng 22, khơng khí
và các khí khơng ngưng thốt ra ngoài qua cửa 19. Khi dung dịch được cô đặc đến nồng độ cần thiết, được bơm 13 bơm về thùng thành phẩm 2 (Xingwu & Liyu, 2014).
Ưu điểm của thiết bị cô đặc này là tốc độ chuyển động tuần hoàn của dung dịch trong ống đun sơi cao do ống có tiết diện nhỏ, nhờ đó khả năng bốc hơi lớn, thời gian cô đặc nhanh, hệ số truyền nhiệt từ hơi đốt cho dung dịch lớn nên hiệu quả truyền nhiệt cao do tổng diện tích bề mặt truyền nhiệt của các ống lớn.
Nhược điểm: khó làm sạch bề mặt trong của các ống đun sôi.
2.4.1.3. Thiết bị cô đặc mật ong kiểu bơm nhiệt dạng đĩa
Thiết bị cô đặc mật ong kiểu bơm nhiệt dạng đĩa Normit do Slovakia chế tạo (hình 2.7). Cấu tạo thiết bị cô đặc mật ong với bộ phận làm việc là các đĩa, máy khuấy xoắn ốc hoặc phiến, bộ phận ngưng tụ, nhiệt kế điện tử đo độ ẩm, khi các đĩa quay mật ong bám vào và khơng khí nóng thổi qua các đĩa làm giảm lượng nước trong mật, máy cô đặc này chỉ phù hợp với quy mô sản xuất mật ong nhỏ. Nguyên tắc hoạt động dựa trên nguyên lý ngưng tụ ẩm. Khơng khí khơ, nóng hấp thụ ẩm bay hơi từ mật ong, sau khi ra khỏi buồng cô đặc, qua dàn lạnh của bơm nhiệt được ngưng tụ thành dạng lỏng, khô và lạnh được đi qua dàn nóng nhận nhiệt trở thành khơng khí khơ, nóng thành vịng tuần hồn kín. Các đĩa quay đưa mật lên để tăng diện tiếp xúc giữa mật ong với khơng khí khơ, nóng nhằm làm tăng khả năng bốc hơi. Mật ong được cô đặc ở nhiệt độ 40oC, làm giảm độ ẩm của mật ong khoảng 6% trong một chu kỳ 24 giờ. Máy có năng suất từ 50÷100 kg/mẻ (Normit, 2022).
Ưu điểm: máy vận hành đơn giản, khơng địi hỏi chuyên môn cao.
Nhược điểm: Thời gian cô đặc dài và năng suất thấp, phù hợp với hộ gia đình.
a) Hình ảnh thiết bị b) Sơ đồ nguyên lý cấu tạo
1- Khung máy; 2- Động cơ bơm; 3- Ống tuần hồn mật ong; 4- Piston cơngxơn; 5- Đĩa quay mật; 6- Nắp che; 7- Bộ phận điều khiển.
Hình 2.7. Thiết bị cơ đặc mật ong kiểu bơm nhiệt dạng đĩa
2.4.1.4. Thiết bị cô đặc mật ong kiểu bơm nhiệt dạng cánh quay
Thiết bị cô đặc mật ong kiểu bơm nhiệt dạng cánh quay trên hình 2.8. Thiết bị có dạng ly tâm, thẳng đứng, sự bay hơi nước trong mật ong do tiếp xúc trực tiếp của luồng khơng khí khơ với mật ong, mật ong được bơm lên từ hệ thống phun với vòi phun 4, bộ phận trộn 3. Thiết bị này gồm hai phần chính: hệ thống làm bay hơi nước trong mật ong và hệ thống làm khơ khơng khí. Dịng khơng khí lưu thơng trong một mạch kín giữa bể mật ong và hệ thống làm khơ khơng khí. Luồng khơng khí được thổi cưỡng bức bằng quạt, làm khơ khơng khí được thực hiện bằng một thiết bị làm khô 2. Một bể cách nhiệt chứa mật ong được trang bị một bộ phận trộn và thiết bị gia nhiệt với công suất điều chỉnh. Bể được trang bị hệ thống bơm mật 6 chạy bằng động cơ 7, dùng để bơm mật cho vòi phun 4 nằm ở phần trên cùng của bể. Bộ phận trộn được quay nhờ động cơ điện 5 để tăng diện tích tiếp xúc giữa khơng khí và mật. Nước ngưng được đưa ra ngoài qua cửa xả 14 (Malec & cs., 2020).
Ưu điểm của phương pháp này là dùng nhiệt độ cô đặc thấp nên hàm lượng HMF không bị tăng cao, các chỉ tiêu về chất lượng mật ong đảm bảo.
Nhược điểm: thời gian cơ đặc dài.
a) Hình ảnh thiết bị b) Sơ đồ nguyên lý cấu tạo
1- Bể chứa mật; 2- Hệ thống làm khơ khí; 3- Bộ phận trộn mật; 4-Vịi phun mật ong; 5- Động cơ trộn; 6- Bộ phận bơm mật ong; 7- Động cơ bơm; 8- Ống bơm; 9- Ống phân phối; 10- Ống đầu ra; 11- Ống đầu
vào; 12- Hộp điều khiển; 13- Van ngắt; 14- Ống xả nước ngưng; 15- Bộ phận gia nhiệt; 16- Tấm lỗ; 17- Cân điện tử.
Hình 2.8. Thiết bị cơ đặc mật ong kiểu bơm nhiệt dạng cánh quay
Nguồn: Malec & cs. (2020)
2.4.1.5. Thiết bị cơ đặc mật ong kiểu dịng chảy
nghiệp Puhana, Ấn Độ. Cấu tạo thiết bị gồm có hệ thống làm nóng mật ong, hệ thống tuần hồn mật ong, buồng cơ đặc. Các chi tiết thể hiện ở sơ đồ (hình 2.9) (Gill & cs., 2015).
Mật ong được đưa vào thùng chứa bên dưới và được gia nhiệt bằng nước nóng xung quanh thùng chứa bởi lớp áo nước đến nhiệt độ theo yêu cầu công nghệ cô đặc. Khi đạt được nhiệt độ yêu cầu, mật ong được bơm lên máng đục lỗ ở phía trên để mật ong chảy thành dịng vào buồng bay hơi ẩm. Đồng thời, khơng khí được làm nóng đến nhiệt độ yêu cầu (3040oC) được thổi qua các dòng mật ong để loại bỏ độ ẩm, với lưu lượng khơng khí nóng 1,98 m3/phút. Trong quá trình cơ đặc, do độ nhớt mật ong tăng lên nên tốc độ dòng chảy giảm, vì vậy trong hệ thống có lắp bộ phận điều chỉnh lưu lượng dịng chảy cho phù hợp. Sau đó, mật ong chảy vào trong thùng chứa và được tái tuần hoàn nhờ bơm mật. Để nhiệt độ trong lớp áo nước được duy trì cố định, bên ngồi có hệ thống bơm và bể nước nóng có nhiệt độ điều chỉnh theo yêu cầu (4045oC) luôn luân chuyển trong lớp áo nước.
a) Hình ảnh thiết bị b) Sơ đồ nguyên lý cấu tạo
1- Bơm nước; 2- Hộp chứa mật ong; 3- Nước nóng; 4- Van; 5- Bơm mật ong; 6- Van xả; 7- Đường ống bơm mật; 8- Đường vào khơng khí bên ngồi; 9- Thiết bị sấy; 10- Quạt gió; 11- Đường vào khơng khí nóng; 12- Lười thép; 13- Máng đục lỗ; 14- Buồng cơ đặc; 15- 11- Đường ra khơng khí; 16- Dịng mật; 17- Lớp áo nước; 18- Lớp cách nhiệt; 19- Đường ống xả nước; 20- Thùng nước nóng; 21- Điện trở nhiệt.
Hình 2.9. Thiết bị cơ đặc mật ong kiểu dòng chảy
Nguồn: Gill & cs. (2015)
Kết quả thí nghiệm với 20kg mật ong có độ ẩm đầu 25,2% được cô đặc đến độ ẩm 16,4%, ứng với nhiệt độ khơng khí nóng là 40oC và nhiệt độ nước nóng là 45oC đã xác định được lượng nước bốc hơi trong một giờ: 197g/h, thời gian cô đặc một mẻ 10,71h, tổng điện năng chi phí điện năng cho một mẻ cơ đặc 17kWh/mẻ; chi phí điện năng riêng cho 1 kg sản phẩm cô đặc là 0,94 kWh, chi phí điện năng riêng cho 1 kg nước bốc hơi là 8,05 kWh/kgH2O.
Ưu điểm của thiết bị cô đặc này là dùng nhiệt độ cô đặc thấp nên hàm lượng