Báo cáo nghiên cứu khoa học: "SỬ DỤNG TIA HỒNG NGOẠI TRONG QUÁ TRÌNH BẢO QUẢN THÓC" doc

SỬ DỤNG TIA HỒNG NGOẠI
TRONG QUÁ TRÌNH BẢO QUẢN THÓC
USE INFRARED RAYS IN RICE PRESERVATION


LÊ VĂN HOÀNG
Trường Đại học Bách Khoa, Đại học Đà Nẵng


TÓM TẮT
Trong quá trình nhập kho, độ ẩm của thóc không đồng nhất. Với tình hình kho tàng hiện tại,
việc bảo quản lâu ngày thường dẫn đến xuất hiện nhiều loại côn trùng, vi sinh vật. Những tổn
thất do côn trùng và vi sinh vật trong điều kiện vượt độ ẩm cho phép của thóc bảo quản là rất
lớn. Nhưng nếu khối hạt bảo quản được xử lí bằng bức xạ hồng ngoại thì không những côn
trùng bị tiêu diệt gần như tuyệt đối, độ ẩm khối hạt nhanh chóng đạt độ ẩm bảo quản cho
phép mà chất lượng của khối hạt cũng được bảo giữ tối đa.
ABSTRACT
As rice is stored in warehouses, its humidity is often homogeneous. Under the current
warehouses’ conditions, the long-term preservation usually leads to the appearance of various
kinds of insects and microorganisms. The insects and microorganisms that live in the
environment with extremely high humidity will damage rice a lot; however, this will not happen
if the rice is preserved with infrared rays. Besides, infrared rays can not only destroy insect
nearly completely but also help the rice get the standard humidity and the best quality.



1. Giới thiệu
Nhiệm vụ cơ bản trong lĩnh vực bảo quản lương thực hiện nay là tăng cường các quá
trình công nghệ, bảo giữ chất lượng và ứng dụng các dây chuyền công nghệ được trang bị các
phương tiện để điều chỉnh việc tự động hóa các quá trình. Sử dụng tia hồng ngoại để bảo giữ
chất lượng lương thực trong quá trình bảo quản là hướng có triển vọng để áp dụng rộng rãi

trong kĩ thuật bảo quản hiện tại.
Lúa nhập kho thường có độ ẩm không đồng nhất, bảo quản không đúng qui chuẩn dẫn
đến xuất hiện nhiều sâu mọt, vi sinh vật dẫn đến tổn thất lớn.
Mục tiêu của bài báo nghiên cứu kĩ thuật sấy bằng bức xạ hồng ngoại trong quá trình
bảo quản lương thực nhằm hạn chế tối đa sự tổn thất về chất và lượng cuả thóc.

2. Nguyên liệu và phương pháp nghiên cứu
2.1. Nguyên liệu
Thóc thí nghiệm lấy trong kho bảo quản ở Chi cục dự trữ Điện bàn có độ ẩm 14,5%,
độ nứt 6%.
2.2. Phương pháp nghiên cứu
- Xác định hạt rạn nứt, mật độ côn trùng, sức nẩy mầm và khả năng nẩy mầm theo 10
TCVN 136-90.
- Nguồn bức xạ được sử dụng để nghiên cứu là loại đèn BGW.
- Xác định trường nhiệt độ bằng nhiệt kế.
- Độ ẩm được xác định bằng máy KETT, MODEL J311 với độ chính xác 0,1%.
- Nhiệt độ sản phẩm sấy được đo bằng nhiệt kế điện tử Hydrometer do Nhật sản xuất
với sai số 1%.
3. Kết quả và thảo luận
3.1. Nghiên cứu ảnh hưởng khoảng cách chiếu tới trường nhiệt độ đều
Các số liệu được trình bày ở hình 1.

Trên đồ thị thấy rằng tăng khoảng cách từ 250 mm đến 350 mm dẫn đến làm giảm
trường đều của nhiệt độ từ 68
0
C đến 47
0
C (68, 63, 55, 52, 50 và 47
0
C).

3.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của bức xạ hồng ngoại tới độ nứt và độ nẩy mầm của
hạt thóc
Để duy trì đều trường nhiệt độ trong quá trình chiếu, chúng tôi thực hiện phương pháp
chiếu có đối lưu không khí (tốc độ 1,14-1,24 m/s).
- Ảnh hưởng của bức xạ đến độ nứt của hạt lúa. Kết quả thực nghiệm được trình bày
trên hình 2.

Khoảng cách, mm
Trường nhiệt độ
h h
0
10

20

30

40

50

60

70

0

C

250 270 290 310 330 350
Hình 1.
Ảnh hưởng của khoảng cách (h) tới trường đều của nhiệt độ
0 5 10 15 20 25 30
Thời gian chiếu, ph
2
4
6
8
10
Đ
ộ nứt, %

1 2
3 4
1- h=250 mm
2- h=290 mm
3- h=330 mm
4- h= 350mm
Hình 2. Ảnh hưởng của khoảng cách chiếu (h) và thời gian chiếu đến
độ nứt hạt thóc (bề dày lớp thóc 1 cm)

Nhận xét: Thời gian chiếu càng lâu, khoảng cách chiếu càng ngắn, thì độ nứt càng
tăng. Ở khoảng cách 250 mm chỉ sau thời gian chiếu 30 phút độ nứt của thóc tăng từ 6 đến
9,8%, điều này bất lợi khi chế biến xay xát gạo. Với khoảng cách 350 mm, sau 30 phút chiếu
độ nứt tăng từ 3,5% (9,5-6), nhưng hàm ẩm thay đổi không đáng kể, phải kéo dài thời gian
sấy để đạt độ ẩm cân bằng trong quá trình bảo quản. Chọn khoảng cách 330 mm là hợp lí vì
nhiệt độ tác động đến bề mặt của hạt dưới 50

0
C, chỉ cần chiếu 10-15 phút độ ẩm của hạt đạt
độ ẩm cân bằng (tương ứng với =70%), độ nứt chỉ tăng 0,7 (6,7-6) đến 0,9% (6,9-6).
- Nghiên cứu ảnh hưởng độ dày lớp hạt đến độ nứt. Điều kiện nghiên cứu được tiến
hành: khoảng cách 330 mm, trường nhiệt độ chiếu 49-50
0
C. Các số liệu thực nghiệm được
trình bày trên hình 3.
















Độ dẫn nhiệt của thóc thấp (= 0,106 W/m.
0
C) cho nên khi độ dày lớp hạt tăng thì
nhiệt độ lớp dưới tăng chậm, vì vậy hạt ở các lớp càng dày ít bị nứt hơn. Tăng bề dày từ 1 cm
đến 4 cm thì độ nứt giảm từ 6,9 đến 6,2. Điều này có ý nghĩa lớn trong vấn đề giải quyết công
nghệ sấy (năng suất, thời gian và độ sấy đều).

- Nghiên cứu ảnh hưởng của bức xạ hồng ngoại đến tỉ lệ nẩy mầm của hạt.
Kết quả thực nghiệm được trình bày ở bảng 1.

Bảng 1. Ảnh hưởng của thời gian chiếu xạ đến tỉ lệ nẩy mầm, %
(Bề dày lớp hạt 1 cm).

Thời gian
chiếu, ph
Tỉ lệ nẩy
mầm %
Trường nhiệt độ,
0
C
0
5
10
15
20
25
30
87
87
86
85
79
76
71
Suốt quá trình chiếu
không thay đổi, 49-50
0

C.

Độ dày, cm
1 2 3 4
2
4
6
8
10

Độ nứt %
Hình 3.
Ảnh hưởng bề dày lớp hạt đến độ nứt của
h
ạt

h= 330 mm
t
0

= 49-50
0
C
t
chiếu
= 15 phút

Nhận xét: Trong 15 phút chiếu đầu tiên tỉ lệ nẩy mầm có giảm nhưng không đáng kể
(khoảng 2%), nhưng kéo dài thời gian chiếu thì tỉ lệ nẩy mầm giảm nhiều (sau 30 phút giảm
16%). Điều này cần lưu ý khi dùng bức xạ hồng ngoại để bảo quản giống.

3.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian chiếu đến mật độ côn trùng
Mẫu thóc thí nghiệm là mẫu thóc có nhiễm côn trùng, mật độ 62 con/ kg, được lấy
trong kho bảo quản ở Điện bàn, bề dày lớp hạt thí nghiệm là 1 cm, trường chiếu 49-50
0
C. Thí
nghiệm được tiến hành với nhiều mẫu, mỗi mẫu chiếu trong khoảng thời gian khác nhau.
Kết quả thí nghiệm được trình bày trên hình 4.
Hầu hết các loại mọt
gạo đều có vỏ bọc ngoài màu
xám đến nâu thẫm, nên rất dễ
dàng hấp thụ tia hồng ngoại vì
vậy chúng nhanh chóng bị đốt
nóng và chỉ trong vòng 10 phút
đầu đã bị chết khoảng 75%.
Tiếp tục chiếu thêm 5 phút số
côn trùng hầu như không còn
sống. Điều này chứng tỏ ưu thế
của bức xạ hồng ngoại vào lĩnh
vực loại trừ côn trùng trong quá
trình bảo quản lương thực.

4. Kết kuận
Sự tác động của trường
nhiệt độ đều 49-50
0
C của bức xạ hồng ngoại trong 15 phút không chỉ duy trì được độ ẩm cho
phép của thóc bảo quản mà còn giữ được chất lượng của thóc giống (tiêu diệt côn trùng, tỉ lệ
nẩy mầm của lúa và độ nứt của gạo giảm không đáng kể)

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Asselbergs E.A., Mohr W.P., kemp I.G, Studies on the application of infrared in food
processing, Food Technol. 14, №9, 1960.
[2] Воробъев П.Н., Опыт применения инфракрасных лучей для дезинсекции сушки
зерна и крупы, Сообщения и рефераты вниз, 1983.
[3] ГИНЗБУРГ А.С., Инфракрасная техника в пищевой промышленности,
Москва,1966, Издателъство “Пищевой промышленность”.
[4] Стародубцева А.Н., Практикум по хранению зерна, Москва во “Агропромиздат”
1987.

0 5 10

15

20

10

20

30

40

50

60

70

Mật độ côn trùng, com/kg

Thời gian chiếu, ph

Hình 4.Ảnh hưởng của thời gian chiếu
đến mật độ côn trùng