Đề tài Tìm hiểu ảnh hưởng của tính chất vật lí trong công tác bảo quản lương thực

ĐẦU Con người cần lương thực thực phẩm để duy trì cơ thể của con người và đảm bảo những hoạt động khác nhau của các bộ phận trong cơ thể con người. Nếu thức ăn đủ chất dinh dưỡng, được cấu trúc theo một tỉ lệ hợp lý, cơ thể sẽ khỏe mạnh; ngược lại, thì cơ thể sẽ yếu đuối. Nguồn thức ăn có thể được phân thành 3 loại chức năng: Thức ăn để xây dựng cơ thể, bao gồm protid, muối khoáng, nước; Thức ăn để cung cấp năng lượng cho cơ thể, bao gồm hydrocacbon và chất mỡ; Thức ăn có tác dụng điều hòa, bao gồm protid, enzyme, muối, nước và vitamin. Mục đích của việc cung cấp lương thực thực phẩm cho con người như xây dựng cơ thể: tạo các tế bào mới bảo đảm sự phát triển của cơ thể (trẻ em đang lớn) hoặc thay thế các tế bào già (ở cơ thể trưởng thành); Bù đắp năng lượng đã mất đi cho các hoạt động sống và lao động.Sự cần thiết của lương thực thực phẩm thể hiện ở hai mặt là lượng và chất.Nếu nhu cầu lương thực thực phẩm được tính bằng calo, thì lượng calo cần thiết ở mỗi người sẽ khác nhau phụ thuộc vào lứa tuổi, giới tính, lao động, khí hậu. Ngoài ra, thức ăn phải đủ các yêu cầu về protid, glucid, lipid, vitamin và chất khoáng. Trong đó, protid được xem là một chỉ tiêu quan trọng nói lên mức sống của một gia đình, một cộng đồng, một quốc gia. Protid có nhiều trong các loại lương thực thực phẩm như trứng, sữa và các chế phẩm từ sữa và các loại hat,theo tháp dinh dưỡng ta có thể dễ dàng thấy được tinh bột là một chất chúng ta phải nạp vào cở thể nhiều nhất để đảm bảo nhu cầu dinh dưỡng của cơ thể mà tinh bột lại có rất nhiều trong các loại lương thực như gạo, khoai, lúa mì Như vậy chúng ta có thể thấy lương thực là một trong những loại thực phẩm có vai trò rất quan trọng trong đời sống con người, nó cung cấp chất dinh dưỡng, năng lượng cho hoạt động sống của cơ thể con người. Nhưng hiện nay sản lượng lương thực cũng như chất lượng lương thực ngày càng giảm dần vì diện tích trồng trọt ngày càng bị thu hẹp do quá trình đô thị hóa, do khí hậu trái đất nóng dần lên, do thiên tai (mưa, bão, lũ lụt..) ngày càng khắc nghiệt dẫn đến giảm sản lượng lương thực, sử dụng các chất hóa học, chất bảo quản độc hại đang làm cho chất lượng lương thực ngày giảm sút nghiêm trọng gây độc hại cho người sử dụng. Vậy tại sao chúng ta lại phải sử dụng các chất hóa học để bảo quản lương thực mà không áp dụng các phương pháp bảo quản tiện lợi an toàn cho người sử dung. Trong bài báo cáo này chúng tôi sẽ giúp các bạn tìm hiểu về lương thực, các tính chất vật lí của lương thực ảnh hưởng đến quá trình bảo quản và ứng dụng của tính chất vật lí này trong quá trình bảo quản lương thưc. CHƯƠNG I. CÁC TÍNH CHẤT VẬT LÍ CỦA HẠT LƯƠNG THỰC Khái niệm Lương thực Cây lương thực là các loại cây trồng mà sản phẩm dùng làm lương thực cho người, nguồn cung cấp chính về năng lượng và chất bột cacbohydrat trong khẩu phần thức ăn cho toàn dân số trên thế giới. Phân loại Có 5 loại cây lương thực chính được trồng chủ yếu: Lúa nước, lúa mì, ngô, sắn và khoai tây. Ngoài ra còn một số cây lương thực khac như khoai lang, cao lương, kê, đại mạch.. Lúa nước Lúa nước là cây lương thực quan trọng hơn cả do nó thích ứng với nhiều điều kiện khí hậu và sinh thái rất khác nhau: nhiệt đới, ôn đới, vùng cao, khô, vùng thấp có nước. Lúa nước là một trong năm loại cây lương thực chính của thế giới, chúng có nguồn gốc ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới khu vực đông nam châu Á và châu Phi. Diện tích trồng lúa trên thế giới khoảng 140 triệu ha, tập trung chủ yếu ở châu Á (90% diện tích), năng suất trung bình 25 tạ/ha một vụ với sản lượng tổng cộng khoảng 344 triệu tấn. Lúa mì Lúa mì hay tiểu mạch là một nhóm các loài cỏ đã thuần dưỡng từ khu vực Levant và được gieo trồng rộng khắp thế giới. Về tổng thể, lúa mì là thực phẩm quan trọng cho loài người, sản lượng của nó chỉ đứng sau ngô và lúa gạo trong số các loài cây lương thực. Hạt lúa mì là một loại lương thực chung được sử dụng để làm bột mì trong sản xuất các loại bánh mì; mì sợi, bánh, kẹo v.v... cũng như được lên men để sản xuất bia, rượu, hay nhiên liệu sinh học. Lúa mì thích nghi với khí hậu ôn đới, mùa đông lạnh ẩm. Ngô Ngô là loại cốc đứng thứ ba, sản lượng ngô trên thế giới khoảng 322 triệu tấn với 40% diện tích tập trung ở Bắc và Trung Mỹ. Xét về giá trị dinh dưỡng thì lúa có năng lượng tổng số - 234 Kcal/100g và protein - 4,4%, còn ở ngô là 327 Kcal/100g và 7,6%. Tuy nhiên, lúa gạo có khá đầy đủ các loại axit amin cần thiết, trong khi đó, ngô thiếu hẳn hai loại quan trọng mà cơ thể không thể tổng hợp được là lizin và priptophan. Sắn Sắn là cây lương thực ăn củ hàng năm, có thể sống lâu năm, thuộc họ thầu dầu Euphorbiaceae. Cây sắn cao 2-3m, đường kính tán 50-100 cm. Lá khía thành nhiều thùy, có thể dùng để làm thức ăn chăn nuôi gia súc. Rễ ngang phát triển thành củ và tích luỹ tinh bột. Sắn có thời gian sinh trưởng thay đổi từ 6 đến 12 tháng, có nơi tới 18 tháng, tùy thuộc giống, vụ trồng, địa bàn trồng và mục đích sử dụng. Thái Lan chiếm trên 85% lượng xuất khẩu sắn toàn cầu, kế đến là Indonesia và Việt Nam. Thị trường xuất khẩu sắn chủ yếu của Thái Lan là Trung Quốc, Đài Loan, Nhật Bản và cộng đồng châu Âu với tỷ trọng xuất khẩu sắn khoảng 40% bột và tinh bột sắn, 25% là sắn lát và sắn viên. Khoai tây Khoai tây là loài cây nông nghiệp ngắn ngày, trồng lấy củ chứa tinh bột, loại cây trồng lấy củ rộng rãi nhất thế giới, và là loại cây trồng phổ biến thứ 4 về mặt sản lượng tươi - xếp sau lúa, lúa mì và ngô. Khoai tây có nguồn gốc từ Peru, trong nghiên cứu được David Spooner xuất bản năm 2005 thì quê hương của cây khoai tây là một khu vực phía nam Peru. Hiện tại người ta cho rằng khoai tây đã được du nhập vào châu Âu vào khoảng thập niên 1570 và sau đó nó đã được những người đi biển châu Âu đưa đến các lãnh thổ trên khắp thế giới. Khoai lang Khoai lang là một loài cây nông nghiệp với các rễ củ lớn, chứa nhiều tinh bột, có vị ngọt. Nó là một nguồn cung cấp rau ăn củ quan trọng, được sử dụng trong vai trò của cả rau lẫn lương thực. Khoai lang dùng làm lương thực cho người, thức ăn chăn nuôi và làm nguyên liệu chế biến tinh bột, rượu, cồn, xi rô, nước giải khát, bánh kẹo, mì, miến, phụ gia dược phẩm, màng phủ sinh học. Cây cao lương (lúa miến) Cây cao lương (lúa miến) là một trong những loại cây ngũ cốc quan trọng nhất thế giới. Sản lượng cao lương toàn cầu năm 2006 đạt 56.525.765 tấn, so với năm 2005 đạt 59.214.205 tấn và năm 1961 đạt 40.931.625 tấn. Cao lương là cây lương thực ở châu Á, châu Phi và sử dụng khắp thế giới để nuôi gia cầm, gia súc. Hiện nay, các nhà khoa học đang tìm cách cải tiến loại cây này bằng cách đưa đặc tính chịu lạnh vào cây lúa miến nhằm cho phép lúa miến trồng được ở nhiều nơi hơn và trồng được cả trong giai đoạn đầu xuân, thời điểm mà độ ẩm trở nên cao hơn. Kê Kê là tên gọi chung để chỉ một vài loại ngũ cốc có thân cỏ giống lúa, hạt nhỏ, thoạt nhìn tương tự cỏ lồng vực nhưng hạt to và mẩy hơn. Hạt kê làm lương thực như gạo cho người ăn hoặc chim chóc. Sản lượng kê toàn cầu năm 2006 đạt 31.783.428 tấn, so với năm 2005 đạt 30.589.322 tấn và năm 1961 đạt 25,703,968 tấn. Kê là nhóm các loài cây lương thực trông tương tự nhưng khác biệt, nguồn lương thực quan trọng tại châu Á và châu Phi và để nuôi gia cầm, gia súc. Đại mạch: Đại mạch là một loại cây lương thực được trồng để sản xuất mạch nha và nuôi gia cầm, gia súc tại các khu vực quá lạnh hay đất quá nghèo dinh dưỡng. Sản lượng đại mạch toàn cầu năm 2006 đạt 138.704.379 tấn, con số này năm 2005 là 141.334.270 tấn và năm 1961là 72.411.104 tấn. Vai trò của cây lương thực Lương thực giữ một vai trò rất quan trọng trong đời sống con người và trong chăn nuôi gia súc. Trên 75% năng lượng dùng cho hoạt động sống của con người và gia súc là do lương thực cung cấp. Hạt lương thực là nguyên liệu chính trong các xí nghiệp sản xuất lúa gạo, sản xuất thức ăn chăn nuôi gia súc gia cầm. Các loại gạo là nguồn cung cấp năng lượng chủ yếu cho nhân dân ta, hằng ngày mỗi người lao động tiêu thụ khoảng 450:700 gam lương thực, trong đó 50% là gạo,phần còn lại là các sản phẩm chế biến từ bột mì và màu. Các loại bột bột mì, bột sắn, bột khoai được sử dụng trong các nhà máy, xí nghiệp sản xuất bánh mì, mì ăn liền, các loại bánh Giá trị sử dụng của cây lương thực được đánh giá bằng tính chất sinh lí: thành phần các chất dinh dưỡng, độ sinh năng lượng và tính chất công nghệ Các tính chất vật lí của cây lương thực Tính tan rời của khối hạt Khái niệm:  Độ rời là khả năng biến động của khối hạt có thành phần ít thay đổi. Khả năng biến động của khối hạt là nhiều cá thể hạt tập trung lại thành một khối hạt, vị trí giữa các hạt có thể thay đổi ít ở một mức độ nhất định. Ví dụ: Khi đỗ hạt từ trên cao xuống, hạt có thể tự chuyển dịch để cuối cùng tạo thành một khối hạt có hình chóp nón, không có hạt nào dính liền với hạt nào, đó là đặc tính tan rời của khối hạt. Nếu hạt có độ rời tốt thì có thể vận chuyển dễ dàng nhờ vít tải, gàu tải hoặc áp dụng phương pháp tự chảy. Đặc điểm: Độ rời của khối hạt được đặc trưng bằng 2 hệ số. Góc nghiêng tự nhiên: Khi đỗ một khối hạt lên một mặt phẳng nằm ngang, nó sẽ tự tạo thành hình chóp nón. Góc â1 tạo bởi giữa đường kính của mặt phẳng nằm ngang và đường sinh của hình chóp nón gọi là góc nghiêng tự nhiên. Góc trượt: Đỗ hạt lên một phẳng nằm ngang, nâng dần một đầu của mặt phẳng lên cho tới khi hạt bắt đầu dịch chuyển trên mặt phẳng ấy. Góc â2 tạo bởi giữa mặt phẳng nằm ngang và mặt phẳng nghiêng khi hạt bắt đầu trượt gọi là góc trượt. Các góc â1, â2 càng nhỏ thì độ rời càng lớn. Các yếu tố ảnh hưởng đến độ rời: Kích thước, hình dáng và trạng thái bên ngoài của hạt, hạt có kích thước dài bao giờ cũng có độ rời nhỏ hơn hạt có kích thước ngắn. Hạt tròn có độ rời lớn hơn hạt dẹt. Hạt có bề mặt nhẵn thì có độ rời lớn hơn hạt có bề mặt xù xì. Thủy phần khối hạt có thủy phần càng nhỏ thì độ rời càng lớn và ngược lại Tạp chất của khối hạt có nhiều tạp chất độ rời sẽ nhỏ hơn so với có ít tạp chất. Ý nghĩa Độ rời của hạt có ảnh hưởng lớn đến kiến trúc kho để đảm bảo an toàn cho người. Độ rời của hạt còn ảnh hưởng đến việc di chuyển, xuất kho. Hạt có độ rời lớn có thể tự chảy ra ngoài khi xuất kho nên tiết kiệm được nhân lực và động lực cơ giới. Tính tự phân loại Khái niệm Trong một khối hạt bao gồm hạt và tạp chất có hình dạng khác nhau. Khi khối hạt di động, toàn bộ các cá thể trong đó đều chịu tác dụng tổng hợp của điều kiện ngoại cảnh, đặt tính vật lý của bản thân từng cấu tử, mà phát sinh hiện tượng sắp xếp trở lại tức là những phần tử có tính chất tương tự nhau có xu hướng tập trung ở cùng một vị trí. Hiện tượng này gọi là tính tự phân loại của hạt. Tính tự phân loại của hạt chủ yếu là do các phần của khối hạt có độ rời khác nhau gây nên, độ rời khác nhau là do lực ma sát giữa các phần hạt khác nhau.  Khi rơi trong không gian, hạt nào có khối lượng càng lớn và hình dạng càng nhỏ thì quá trình rơi càng ít chịu ảnh hưởng của lực cản nên rơi nhanh do đó nằm ở phía dưới và ở giữa; các hạt nhẹ và có hình dạng lớn khi rơi chịu ảnh hưởng nhiều của sức cản không khí, đồng thời do luồng gió đối lưu dẫn đến chuyển động xoáy trong kho làm cho chúng tạt ra bốn chung quanh tường kho và nằm ở phía trên. Khi hạt từ kho chảy ra cũng phát sinh tự động phân loại như vậy. Hạt chắc và có khối lượng riêng chảy ra trước, rồi mới đến các hạt phẩm chất kém và tạp chất nhẹ chảy ra sau. Tính tự động phân loại phụ thuộc: Chất lượng lương thực Tỷ lệ tạp chất và loại tạp chất lẫn vào Quá trình vận chuyển và kỹ thuật nhập kho xuất kho Ảnh hưởng của tính tự phân loại đến bảo quản: Ảnh hưởng có lợi: Trong công tác làm sạch hạt và sản xuất công cụ đều dựa vào tính tự phân loại của hạt. Ví dụ: phương pháp làm sạch đơn giản nhất là dùng quạt để loại trừ những tạp chất nhẹ hoặc cho hạt qua sàng tự động, khiến cho hạt có tỷ trọng khác nhau và tạp chất được tách riêng. Ảnh hưởng có hại: Những tạp chất cỏ dại hạt xấu, hạt vỡ và các loại tạp chất tập trung lại sẽ phát nhiệt và dẫn đến hoạt động của vi sinh vật trên thành nhân tố dẫn đến sự tổn hại ngoài ý muốn. Tính đồng đều của hạt bị giảm khi lấy mẫu kiểm nghiệm. Biện pháp: Nhập kho với chất lượng đồng đều, sạch sẽ và ít bị lẫn tạp chất Nhập và xuất lương thực dạng hạt phải nhịp nhàng. Thường xuyên cào đảo để hạn chế tính tự phân loại. Độ rời và độ rỗng Khái niệm t= V1.100/V(%) Trong khối hạt bao giờ cũng có những khe hở giữa các hạt chứa đầy không khí, đó là độ rỗng của khối hạt. Ngược lại với độ rỗng là phần thể tích các hạt chiếm chỗ trong không gian, đó là độ chặt của khối hạt. Thường người ta tính độ rỗng và độ chặt của khối hạt bằng phần trăm (%) V=X.1000/p (ml) V1 được xác định như sau: đếm 1000 hạt cho vào ống đông chứa toluen, thể tích dâng lên chính là V1 X khối lượng tuyệt đối của hạt p dung trọng của khối hạt g/l Ý nghĩa Độ chặt lớn: tiết kiệm được kho lưu chứa nhưng trao đổi nhiệt, lưu thông không khí kém. Độ hổng lớn: thuận lợi cho việc bảo quản lương thực Độ rỗng và độ chặt luôn luôn tỉ lệ nghịch với nhau, nếu độ rỗng lớn thì độ chặt nhỏ và ngược lại. Ví dụ  1m3 thóc, trong đó khe hở giữa các hạt là 0,54m3 và khoảng không gian thóc chiếm chỗ là 0,46m3 thì độ rỗng bằng 54% và độ chặt bằng 46%. Các yếu tố ảnh hưởng Độ rỗng và độ chặt phụ thuộc vào hình dạng, kích thước, độ đàn hồi và thái bề mặt hạt; phụ thuộc vào lượng và thành phần của tạp chất; phụ thuộc vào tỷ trọng hạt, chiều cao đống hạt; phụ thuộc vào phương thức vào kho.... Những loại hạt có vỏ xù xì, kích thước dài, tỉ trọng nhỏ thì độ rỗng lớn; ngược lại những hạt có vỏ nhẳn, tròn, tỉ trọng lớn thì độ rỗng nhỏ. Phương thức nhập kho cũng là yếu tố quyết định độ rỗng của khối hạt. Nếu đỗ hạt thành đống cao hoặc giẩm đạp nhiều lên mặt đống hạt gây sức ép lớn thì độ rỗng nhỏ, ngược lại độ rỗng sẽ lớn. Trong thực tế, lớp hạt trên bề mặt kho bao giờ cũng có độ rổng lớn hơn lớp hạt phía dưới (vì lớp hạt ở dưới bị sức ép lớn hơn). Giữa độ rổng bình thường của khối hạt và dung trọng tự nhiên (trọng lượng 1 lít hạt tính bằng gam) có quan hệ mật thiết với nhau. Nếu dung trọng tự nhiên lớn thì độ rổng bình thường nhỏ đi và ngược lại. Đối với công tác bảo quản, độ rổng và độ chặt là những yếu tố rất quan trọng. Nếu khối hạt có độ rỗng lớn không khí sẽ lưu thông dễ dàng do đó các quá trình đối lưu của không khí, truyền và dẫn nhiệt, ẩm trong khối hạt tiến hành được thuận lợi. Đặc biệt đối với hạt giống, độ rỗng đóng một vai trò rất quan trọng vì nếu độ rỗng nhỏ làm cho hạt hô hấp yếm khí và sẽ làm giảm đi độ nẩy mầm của hạt. Độ rỗng của khối hạt còn giữ vai trò quan trọng trong việc thông gió (nhất là thông gió cưởng bức ), trong việc xông hơi diệt trùng . Trong suốt quá trình bảo quản phải luôn giữ cho khối hạt có độ rổng bình thường. Khi nhập kho phải đỗ hạt nhẹ nhàng, ít giẩm đạp lên đống hạt. Nếu nhập kho bằng các thiết bị cơ giới có thể làm cho hạt bị nén chặt do đó độ rỗng giảm xuống thì dùng các thiết bị chống nén như  màn, sàng chống nén hoặc cắm trong kho những ống tre, nứa để sau khi nhập kho rút những ống này ra sẽ làm tăng độ rỗng của khối hạt. Trong quá trình bảo quản nếu phát hiện thấy độ rỗng bị giảm phải cào đảo hoặc chuyển kho. Đặc điểm hình học Khái niệm Đặc điểm hình học là khái niệm đặc trưng cho hình dáng của hạt gồm chiều dài, chiều rộng, và dày của hạt. Ý nghĩa Làm cơ sở cho việc chọn kích thước lỗ sàng, làm cơ sở phân loại thóc. Kích thước hạt gạo Hạt gạo rất dài Gạo hạt dài Gạo hạt trung bình Gạo hạt ngắn Chiều dài và chiều rộng của hạt gạo còn nguyên vẹn (mm) Gạo có trên 80% hạt nguyên vẹn có chiều dài lớn hơn 7mm Hạt có 80% nguyên vẹn có chiều dài từ 6mm đến 7mm Hạt có 80% nguyên vẹn có chiều dài từ 5mm đến 6mm Hạt có 80% nguyên vẹn có chiều dài <5mm Hình dáng hạt gạo Hạt gạo thon dài Gạo hạt thon trung bình Gạo hạt hơi tròn Gạo mà hạt nguyên vẹn có tỉ lệ số chiều dài trên chiều rộng lớn hơn hoặc bằng 3 Gạo mà hạt nguyên vẹn có tỉ lệ số chiều dài trên chiều rộng 2-<3 Gạo mà hạt nguyên vẹn có tỉ lệ số chiều dài trên chiều rộng <2 Khối lượng tuyệt đối Khái niệm Khói lượng tuyệt đối là khối lượng của 1000 hạt nguyên vẹn Ý nghĩa: + Đặc trưng cho độ lớn của hạt thóc nếu khối lượng tuyệt đối của hạt càng lớn chứng tỏ nội nhủ càng nhiều, khi chế biến gạo thu được càng cao + Đánh giá độ chắc mẩy của hạt Các yếu tố ảnh hưởng: + Độ ẩm + Đặc tính của hạt. Dung trọng và khối lương riêng Dung trọng a, Khái niệm Dung trọng và khối lượng riêng có liên quan mật thiết với nhau. Trong đó,khối lượng biểu hiện tính chất cá thể còn dung trọng biểu hiện tính chất quần thể. Dung trọng là trọng lượng tuyệt đối của hạt chứa trong một dung tích nhất định .Đơn vị là g/l, kg/m2 b, Các yếu tố phụ thuộc : Giống loại khối hạt lương thực Kích thước hình dạng khối hạt lương thực Đặc tính bề mặt Độ thuần Cấu tạo và thành phần hóa học của khối hạt lương thực Hàm lượng nước (W thấp thì DT càng lớn) Loại tạp chất và tỉ lệ tạp chất lẫn vào c, Ý nghĩa Làm chỉ tiêu đánh giá phẩm chất hạt Do các yếu tố ảnh hưởng tới DT tương đối phức tạp , khi kiểm nghiệm nếu không tính toán thì khó tránh khỏi giải thích sai , đánh đổ đồng loạt tốt xấu Lưu ý : Ngoài ra dung trọng và độ hổng của hạt còn có quan hệ nhất định .Độ chín hạt càng cao thì hạt càng chắc,độ hổng giảm xuống và dung trọng tăng lên Quan hệ giữa dung trọng và hàm lượng nước tương đối phức tạp và dung trọng của các giống có sự sai khác rất lớn, như dung trọng của lúa nước thay đổi nhiều hơn lúa mì Khối lượng riêng a, Khái niệm Khối lượng riêng của hạt lương thực: là khối lượng thực nhất định ,đơn vị kg/m3 b, Yếu tố phụ thuộc: Cấu tạo hạt lương thực Điều kiện sinh trưởng phát dục của cây lương thực Độ chín sinh lý:hạt có độ chín càng cao thì chất lượng dinh dưỡng tích lũy càng nhiều ,hạt sẽ chắc và tỷ trọng sẽ tăng cao,nhưng đối với cây họ dầu thì ngược lại c, Ý nghĩa : Sử dụng để lựa chọn và xử lý giống Làm chỉ tiêu đánh giá phẩm chất hạt và đo độ chín sinh lý Lưu ý: Trong quá trình bảo quản,đặc biệt dưới điều kiện và nhiệt độ cao, hạt hô hấp mạnh tiêu hao dinh dưỡng ,tỷ trọng thấp và ảnh hưởng đến chất lượng hạt. Những hạt khác nhau thì có tỷ trọng khác nhau Tính hút ẩm và nhả ẩm của khối hạt Tính hút ẩm là iện tượng hơi ẩm từ bên ngoài môi trường xâm nhập vào bên trong khối hạt. Tính nhả ẩm là hiện tượng hơi ẩm từ bên trong khối hoạt thoát ra môi trường bên ngoài Nguyên nhân của phân bố ẩm không đều : Cấu tạo hạt và các thành phần hóa học trong hạt khác nhau Do độ ẩm tương đối ,không khí môi trường Do sự dịch chuyển của độ ẩm theo sự dịch chuyển của nhiệt độ Do sự hô hấp của vi sinh vật trong khối hạt và sự hô hấp của khối lương thực Trạng thái của kho chứa hạt Ý nghĩa của tính hút ẩm ,nhả ẩm: Tạo hương cho sản phẩm Phun thuốc khử trùng Làm khô hạt Tình dẫn, truyền nhiệt của hạt lương thực Quá trình dẫn, truyền nhiệt của khối thóc thực hiện theo hai phương thức chủ yếu, đó là dẫn nhiệt và đối lưu. Cả hai phương thức này đều tiến hành song song và có liên quan chặt chẽ với nhau. Đại lượng đặc trưng cho khả năng dẫn nhiệt củakhối lương thực là hệ số dẫn nhiệt, đó là lượng nhiệt truyền qua một diện tích là 1m2 bề mặt thóc của khối hạt lương thực có độ dày 1 mét trong 1 giờ và gây ra sự chênh lệch giữa lớp trên và lớp dưới (cách nhau 1 mét) 1oC.Đơn vị : Kcal/m.giờoC . Thóc có hệ số dẫn nhiệt trong khoảng 0.12 – 0.20Kcal/m.giờoC. Như vậy thóc là loại có độ dẫn nhiệt kém. Do sự chênh lệch nhiệt độ giữa các vùng, trong khối hạt tạo nên các vùng đối lưu không khí để dẫn, truyền nhiệt và quá trình này xay ra không đồng đều giữa các vùng, các điểm trong khối hạt. Ở nhiệt độ 20 oC , hệ số dẫn nhiệt của không khí 0,0217 Kcal/m.giờoC ,hạt thóc 0.510 Kcal/m.giờoC Yếu tố phụ thuộc của dẫn nhiệt Độ hổng của khối hạt Hàm lượng nước của hạt . Hạt khô xốp ít chịu ảnh hưởng của môi trường Sự chênh lệch nhiệt độ Cấu tạo hạt ,trạng thái bề mặt của khối hạt Diện tích bề mặt hạt Nhược điểm : Nhiệt độ thay đổi ảnh hưởng đến sức sống của hạt,hàng loạt các biến đổi xảy ra tạo điều kiện cho vi sinh vật Bốc nóng ổ và hư hỏng âm ỉ ,nếu không phát hiện sớm sẽ gây tổn thất lớn Ưu điểm: Khối hạt ít bị ảnh hưởng điều kiện thời tiết bên ngoài trong một thời gian tương đối Hạn chế những thay đổi của khối hạn do từ bên ngoài Đủ thời gian xử lý nhiệt tích tụ CHƯƠNG II. ỨNG DỤNG CỦA TÍNH CHẤT VẬT LÍ TRONG CÔNG NGHỆ BẢO QUẢN LƯƠNG THỰC Các quá trình bất lợi xảy ra trong khối hạt phụ thuộc vào các yếu tố liên quan giữa tính chất của khối hạt và môi trường xung quanh. Trong đó các yếu tố sau có ảnh hưởng hơn cả: độ ẩm của hạt, độ ẩm tương đối của không khí, nhiệt độ của lô hạt và môi trường, mức độ thoáng khí của lô hạt. Các yếu tố đó liên quan với nhau và cũng gây ảnh hưởng đến tính chất và trạng thái của lô hạt, phương pháp bảo quản hạt lương thực có hiệu quả là hạn chế ảnh hưởng của các bất lợi nói trên. Tùy theo trạng thái của khối hạt, tùy theo mục đích sử dụng hạt và tùy theo điều kiện kỹ thuật, kinh tế, môi trường mà ta quyết định chọn phương pháp bảo quản có hiệu quả nhất. Bảo quản hạt ở trạng thái khô (ứng với sự phân bố ẩm, tính tan rời) Các hoạt độ sinh lí, sinh hóa của các cấu tử có trong lô hạt làm giảm số lượng và chất lượng lương thực đều có liêm quan chặt chẽ với độ ẩm của hạt. Tất cả các hoạt độ đó chỉ có thể xảy ra mạnh mẽ khi độ ẩm của khối hạt đẫ vượt quá độ ẩm giới hạn. Bảo quản ở trạng thái khô được coi là một trong những phương pháp bảo quản chủ yếu. Độ ẩm giới hạn của hạt lương thực vào khoảng 13,0- 14,5%. Bảo quản khối hạt ở trạng thái độ ẩm nhỏ hơn 13,5% được coi là bảo quản ở trạng thái khô. Thông thường, muốn đảm bảo giữ khối hạt an toàn trong một thời gian dài, người ta nhấp kho lô hạt có độ ẩm từ 13,0-13,5%. Để làm khô hạt, có thể phơi nắng hoặc sấy. Thổi không khí khô vào khối hạt cũng được coi là một trong những biện pháp tích cực nhằm làm giảm độ ẩm của hạt. Thổi không khí mát vào lô hạt có tác dụng làm giảm nhiệt độ. Bảo quản hat ở trạng thái lạnh:( tính chất nhiệt độ) Sau độ ẩm nhiệt độ của khối hạt là yếu tố có tính chất quyết định đến độ an toàn trong bảo quản. Tất cả các hoạt động sống trong hạt lương thực (hô hấp của hạt, của sâu mọt và vi sinh vật, các quá trình hóa sinh) đều phụ thuộc vào nhiệt độ. Nếu giữ khối hạt ở nhiệt độ thấp thì các hoạt động sống sẽ xảy ra yếu và chậm, do đó hạt sẽ bảo quản được lâu không bị hư hỏng. Ở các nước xứ lạnh đều tận dụng điều kiện nhiêt độ thấp để tiến hành bảo quản hạt lương thực. Điều đó không có nghĩa là ở nhiệt độ càng thấp thì bảo quản hạt càng tốt. Ở nước ta không có điều kiện thiên nhiên thuận lợi để bảo quản hạt lương thực ở trạng thái lạnh. Bảo quản hạt ở trạng thái kín: (sự hô hấp của hạt) Các cấu tử sống trong lô hạt đều cần oxi để hô hấp. Lợi dụng tính chất này người ta cách ly khối hạt với môi trường không khí xung quanh bằng cách bảo quản kín hoặc nạp vào khối lượng hạt một loại khí khác không phải oxi rồi đóng kín lại. Các loại khí đó có thể là CO2, N2,SO2, v.v Bảo quản hạt bằng phương pháp kín có những ưu điểm sau: Các loại trùng bọ bị hủy diệt hoàn toàn. Sâu bọ, vi sinh vật bên ngoài không xâm nhập vào trong khối hạt. Nếu hạt khô thì vi sinh vật không thể phát triển được, hiện tượng tự bốc nóng không thể xảy ra, tuy nhiên độ acid trong hạt vẫn tăng vì hạt vẫn tiếp tục hô hấp yếm khí. Không khí ngoài trời không xâm nhập vào khối hạt, nên độ ẩm của hạt không tăng. Tiết kiệm được sức lao động và thời gian cào đống hạt. Tuy nhiên bảo quản kín chỉ dùng đối với hạt làm thức ăn cho người và gia súc. Không dùng để bapr quản hạt giống vì làm mất độ nảy mầm của hạt. Để tạo điều kiện kín, không có oxi có thể tiến hành bằng ba cách sau: Tích lũy tự nhiên khí CO2 và giảm dàn oxi do kết quả hô hấp yếm khí của các cấu tử sống trong khối hạt. Biện pháp này đơn giản, rẻ tiền nên được sử dụng tương đối phổ biến, nhược điểm của phương pháp này là cần nhiều thời gian. Trong giai đoạn đầu còn oxi các cấu tử sống trong đống hạt vẫn còn hoạt động, nên làm thay đổi chất lượng của hạt. Nạp khí CO2 vào khối hạt để thay đổi không khí trong khoảng trống của khối hạt, sau đó nó sẽ tự chuyển thành khí, khi nạp nên cho lớp trên nhiều hơn. Khi chuyển thành hơi dạng CO2 băng sẽ thu nhiệt, do đó nhiệt độ khối hạt giảm xuống có lợi cho bảo quản. Ngoài khí CO2 ta còn có thể nạp vào khối hạt khí N2 hoặc một loại hóa chất nào đó, cũng nhăng mục đích đẩy oxi ra khỏi khoảng trống trong khối hạt. Nếu trong toàn kho hoặc ¾ khoảng trống của khối hạt trong kho không có oxi thì sau 15 ngày trùng bọ sẽ chết. còn nếu ¼ đến ½ khoảng không của khối hạt không có oxi thì phải sau 30-40 ngày trùng bọ mới chết. Bảo quản hạt bằng phương pháp thông gió cưỡng bức: Thổi một luông không khí khô và mát vào khối hạt sẽ làm thay đổi độ ẩm, nhiệt độ và thành phần không khí trong khối hạt, đó là nguyên tắc của phương pháp thông gió cưỡng bức. cũng có thể làm giảm chút ít độ ẩm và thay đổi nhiệt độ của khối hạt bằng cách cào đảo khối hạt hoặc mở cửa kho lúc có lợi. Đây là phương pháp thường được áp dụng ở nước ta trong điều kiện kho bảo quản còn quá thô sơ. Mục đích của thông gió cưỡng bức là làm giảm độ ẩm và nhiệt độ của khối lương thực, do đó kéo dài thời gian bảo quản an toàn. Muốn như vậy luồng không khí được thổi vào phải thỏa mãn các yêu cầu sau: Không khí phải sạch không làm ô nhiễm lương thực Cần đủ lượng không khí để thực hiên mục đích giảm nhiệt độ và độ ẩm của khối hạt Chỉ quạt khi độ ẩm không khí tương đối ngoài trời thấp, nghĩa là sau khi quạt thì độ ẩm của khối hạt giảm xuống Nhiệt độ không khí ngoài trời phải thấp hơn nhiệt độ của khối hạt Quạt đều không khí vào khối hạt, nếu không đều thì những chỗ không được quạt đủ yêu cầu, độ ẩm của hạt như cũ, lại thêm lượng O2 tạo điều kiện cho hạt hô hấp mạnh và côn trùng cùng vi sinh vật phát triển nhanh. Bảo quản hạt bằng hoá chất: Cho hóa chất vào trong khối hạt nhằm mục đích làm giảm lượng oxi đồng thời do tính độc của hóa chất mà vi sinh vật và côn trùng bị tiêu diệt. Như vậy sẽ ức chế toàn bộ hoạt động sống của khối hạt. Yêu cầu của hóa chất gồm: độc với vi sinh vật và trùng bọ, ít độc đối với người và gia cầm, phân bố đều và dễ xâm nhập vào khối hạt, ít hoặc không bị hạt hấp thụ và sau bảo quản dễ làm sạch, không gây hỏa hoạn và không hoặc ít ăn mòn thiết bị, vật liệu làm kho, ít ảnh hưởng đến tính chất công nghệ của hạt, sử dụng thuận tiện, giá thành hạ. Ở Liên Bang Nga đã sử dụng picrinclorua để ướp hạt, bảo quản lâu dài trong xilo. Với nồng độ thấp, picrinclorua không ảnh hương tới chất lương thực phẩm của hạt, hạn chế được vi sinh vật, trùng bị phát triển. KẾT LUẬN Như vậy chúng ta có thể thấy rằng viêc áp dụng các tính chất vật lí trong công tác bảo quản lương thực sau thu hoạch đóng một vai trò vô cùng quan trọng. Nó không những giúp cho hạt lương thực bị thối rữa, nấm mốc nấm men mà còn giúp cho hạt lương thực giữ lại được những chỉ tiêu hóa sinh, hóa lí sẵn có, ít bị biến đổi về chất cũng như về lượng. Tùy từng loại hạt lương thực, tùy từng tính chất vật lí khác nhau mà chúng ta có thể dễ dàng lựa chọn ra phương pháp bảo quản thích hợp nhất. Để đảm bảo chất lượng tốt nhất cho sản phẩm lương thực của chúng ta. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. [2]. [3].