Nghiên cứu thiết kế và chế tạo dây chuyền thiết bị tự động chế biến bột chùm ngây (Moringa oleifera) phục vụ tiêu dùng trong nước và xuất khẩu

Cây Chùm ngây có tên khoa học là Moringa Oleifera, cây có nguồn gốc từ vùng Nam Á, hiện được trồng tại khoảng 80 nước trên thế giới, trong đó, tập trung nhiều ở các nước nhiệt đới như Ấn Độ, Lào, Campuchia, Thái Lan, Philipin và các nước châu Phi, châu Mỹ Latin,…

Cây Chùm ngây được xem là thảo dược quý, là cây nông nghiệp có tính dược liệu, vừa là nguồn thực phẩm phong phú và quí hiếm. Tất cả các bộ phận của cây như rễ, thân, lá, hoa, quả…chứa nhiều khoáng chất quan trọng, là một nguồn cung cấp chất đạm, vitamins, beta-carotene, acid amin và nhiều hợp chất phenolics. Cây Chùm ngây cung cấp một hỗn hợp pha trộn nhiều hợp chất như zeatin, quercetin, beta-sitosterol caffeoylquinic acid và kaempferol, rất hiếm gặp tại các loài cây khác.

Lá chùm ngây là phần bổ dưỡng nhất được sử dụng bào chế thành dược liệu làm thuốc chữa trị được nhiều bệnh vì rất giàu dược tính, giàu dinh dưỡng. Trong lá có rất nhiều chất đạm, vitamin, khoáng chất, beta-carotene, acid amin và nhiều hợp chất phenolics, ngoài ra còn có nhiều hợp chất quý hiếm như như zeatin, quercetin, betasitosterol caffeoylquinic acid và kaempferol, rất hiếm gặp tại các loài cây khác và đặc tính chống oxy hóa nhờ giàu Flavonoids. Các nghiên cứu khoa học đã công bố lá chùm ngây chứa hàm lượng vitamin C nhiều gấp 7 lần so với cam, canxi gấp 4 lần so với sữa, protein gấp 2 lần so với sữa chua, vitamin A nhiều gấp 4 lần so với cà rốt, kali gấp 3 lần so với chuối,… Lá chùm ngây hiện được hai tổ chức WHO và FAO xem là giải pháp ưu việt cho các bà mẹ thiếu sữa và trẻ em suy dinh dưỡng, là giải pháp lương thực cho các nước thuộc thế giới thứ ba. Hiện chưa có bất kỳ báo cáo về nguy hại của chùm ngây đối với sức khoẻ.

Mỹ là nước nhập nguyên liệu chùm ngây thô nhiều nhất, sử dụng trong công nghệ mỹ phẩm cao cấp, nước uống và quan trong hơn là chiết suất thành nguyên liệu tinh cho công nghiệp dược phẩm. Các sản phẩm chế xuất từ lá chùm ngây hiện nay có trên thị trường nước ngoài (chủ yếu là của Mỹ sản xuất) bao gồm các sản phẩm làm đẹp, nước uống dinh dưỡng, viên bột chùm ngây, bột dinh dưỡng chùm ngây, dầu trái chùm ngây, trà lá chùm ngây các loại…

Hiện nay, lá Chùm ngây tươi được các công ty dược phẩm trong nước thu mua 2 ở dạng tươi sau đó sấy khô chế biến thành trà túi lọc, xay làm bột dinh duỡng, hoặc chiết xuất làm dược phẩm, mỹ phẩm, dược liệu rất tốt cho sức khoẻ.

Lá Chùm ngây có hàm lượng dinh dưỡng cao nên dể bị phân hủy do đó khó bảo quản. Cách phổ biến nhất hiện nay trên thế giới sử dụng là lá Chùm ngây sau khi thu hoạch được làm khô và chế biến dưới dạng bột. Từ dạng bột này có thể dễ dàng vận chuyển, tiêu thụ hoặc chế biến thành các loại sản phẩm đa dạng khác. Qua đó thấy được sự cần thiết và tầm quan trọng của khâu làm khô và nghiền Chùm ngây. Cây Chùm ngây ở nước ta hiện nay đang được phát triển nhanh chóng, để phục vụ nhu cầu trong nước và xuất khẩu thì đa dạng hóa sản phẩm và bảo quản của các cơ sở là nhiệm vụ vô cùng quan trọng. Vì thế nhu cầu về nghiền loài lá cây này là rất lớn và hết sức cần thiết. Do đó việc nghiên cứu thiết bị sấy và nghiền lá Chùm ngây là yêu cầu rất cần thiết. Trên cơ sở đó, đề tài “Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo dây chuyền thiết bị tự động chế biến bột chùm ngây (Moringa oleifera) phục vụ tiêu dùng trong nước và xuất khẩu” do ThS. Nguyễn Văn BắcTS.Vũ Kế Hoạch, Trường CĐ Kỹ thuật Cao Thắng làm chủ nhiệm đã được thực hiện nhằm các mục tiêu sau: 1, Nghiên cứu thiết kế chế tạo các máy trong dây chuyền chế biến lá chùm ngây thành bột, bao gồm máy sấy khô lá chùm ngây và nghiền mịn lá chùm ngây thành bột; 2, Khảo nghiệm xác định chế độ làm việc của các máy và xây dựng quy trình công nghệ chế biến bột chùm ngây.

Trên cơ sở mục tiêu, nội dung nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu của đề tài, các kết quả nghiên cứu đã đạt được như sau:

- Đã nghiên cứu tổng quan về đối tượng gia công là lá chùm ngây, bao gồm các tính chất vật lý, tính chất hóa học và thành phần dinh dưỡng của lá chùm ngây để làm cơ sở cho việc lực chọn phương pháp sấy, phương pháp nghiền phù hợp. Tổng quan cũng đã tìm hiểu thực trạng các công nghệ và thiết bị làm khô chùm ngây, các công nghệ và thiết bị nghiền mịn chùm ngây trong và ngoài nước để làm cơ sở phân tích, xác định nguyên lý cấu tạo, nguyên lý làm việc của các máy và phương án và thiết kế máy.

- Một máy sấy chùm ngây theo nguyên lý sấy bơm nhiệt năng suất 10 kg/mẻ và một nghiền lá chùm ngây thành bột năng suất 5 kg/h đã được tính toán thiết kế và chế tạo hoàn chỉnh. Yêu cầu bột lá chùm ngây sau khi nghiền có ẩm độ 8% và độ nhỏ bột là 0,1 mm. Kết quả khảo nghiệm sơ bộ cho thấy phù hợp với các kết quả tính toán thiết kế, các máy làm việc ổn định, đảm bảo năng suất thiết kế, đạt các yêu cầu kỹ thuật.

- Chế độ làm việc phù hợp của máy sấy đã được xác định: nhiệt độ tác nhân sấy 38oC, vận tốc tác nhân sấy 0,9 m/s. Sau thời gian 5 giờ sấy lá chùm ngây đạt ẩm độ theo yêu cầu là 8 ± 0,5%, hàm lượng vitamin C của lá sau khi sấy 567 mg/kg, tiêu thụ điện năng riêng cho quá trình sấy là 3,72 kWh/kg.

- Chế độ làm việc phù hợp của máy nghiền cũng đã được xác định: sử dụng sàng Mesh 140, lượng cấp liệu 5 kg/h, vận tốc đầu búa nghiền là 35 m/s, khe hở giữa đầu búa nghiền và thành buồng nghiền là 4 mm. Chất lượng bột lá chùm ngây sau khi nghiền đạt 82,4%, độ nhỏ bột 0,1 mm và tiêu thụ điện năng riêng cho quá trình nghiền là 0,127 kWh/kg.

- Trên cơ sở chế độ làm việc cho máy sấy và máy nghiền đã được xác định, đề tài đã xây dựng được quy trình công nghệ chế biến bột chùm ngây. Tiến hành chế biến 99 thử nghiệm theo quy trình công nghệ đã xác định và so sánh với các phương pháp sấy và nghiền hiện đang sử dụng đã cho thấy chất lượng sản phẩm tốt hơn về màu sắc, dinh dưỡng, chất lượng bột nghiền, chi phí điện năng riêng thấp hơn và rút ngắn được thời gian chế biến.

Có thể tìm đọc toàn văn báo cáo kết quả nghiên cứu (Mã số 15115/2017) tại Cục Thông tin KH&CN Quốc gia.

P.K.L (NASATI)