Ảnh hưởng của độ ẩm đến tính chất vật lý và cơ học của hạt ngô

Ảnh hưởng của độ ẩm đến
tính chất vật lý và cơ học của
hạt ngô Học viên thực hiện:
Giáo viên hướng dẫn:
PGs.Ts. Nguyễn Minh Thủy

Tháng 7 năm 2013

Nhóm 2
Cao học CNTP K19


ĐẶT VẤN ĐỀ
- Ngô là loại cây trồng quan trọng nhất ở Iran
- Xử lý, tách, vận chuyển, sấy, bảo quản, thông khí và chế biến hạt ngô
xác định tính chất vật lý
Ví dụ: + Kích thước và hình dạng tách

thiết kế thiết bị
tĩnh điện hạt ( Mohsenin, 1980).

+ Dung trọng, tỷ trọng thực, và độ rỗng
tốc độ truyền nhiệt trong quá trình thông khí và làm quy trình khô
Hệ số ma sát tĩnh
vận chuyển và xử lý hạt (Ghasemi Varnamkhasti et al., 2007)
Nghiên cứu này xem xét một số đặc tính độ ẩm phụ thuộc tính chất vật lý và cơ
học của hạt ngô (kích thước, nghĩa là hình học, tương đương với đường kính và
số học, tính cầu, trọng lượng nghìn hạt (TGW), diện tích bề mặt, dung trọng )


GIỚI THIỆU

Ngô (Zea mays L.)
Ngô thuộc họ hòa thảo (Gramineae),
Tộc Maydeae
Chi Zea
Loài Zea mays

(Nguồn: )


GIỚI THIỆU
 Ngô là một loại ngũ cốc quan trọng sau lúa mì và lúa gạo,
giàu dinh dưỡng hơn lúa mì và lúa gạo
 Tất cả các bộ phận của cây ngô đều sử dụng được để
làm lương thực, thực phẩm cho người, thức ăn cho gia súc,
làm nguyên liệu cho công nghiệp
VD: rượu ngô, sản xuất ethanol để chế biến xăng sinh học,
thậm chí còn còn chế biến tạo ra một số vật dụng đồ dùng
như điện thoại, đồ trang sức của phụ nữ…
 Sản lượng ngô xuất khẩu trên thế giới trung bình hàng
năm từ 82,6 đến 86,7 triệu tấn ( Mỹ xuất khẩu 64,41 %
tổng sản lượng; các nước khác chiếm 35,59 %.)


Giá trị dinh dưỡng của ngô
Giá trị dinh dưỡng của ngô tính theo % chất khô so với một số cây lấy hạt khác
Hàm
lượng

Tinh bột Protein Lipid

Xenlulose Tro

Nước

Ngô

69,2

10,6

4,3

2,0

1,4

12,5

Lúa

62,4

7,9

2,2

9,9

5,7

11,9

Lúa mì

63,8

16,8

2,0

2,0

1,8

13,6

Cao lương

71,7

12,7

3,2

1,5

1,6

9,9

Kê

59,0

11,3

3,8

8,9

3,6

13,0

Loại hạt

( VietNam Academy of agricultural sciences )


Phân loại cây ngô
Phân loại khoa học
Giới (regnum)
Plantae
(không phân hạng)

Angiospermae

(không phân hạng)

Monocots

(không phân hạng)

Commelinids

Bộ (ordo)

Poales

Họ (familia)

Poaceae

Chi (genus)

Zea

Loài (species)

Z. mays

Danh pháp hai phần
Zea mays L.
( Nguồn: )


Sản xuất ngô trên thế giới

 Vào năm 1961, năng suất ngô trung bình của thế giới chỉ xấp xỉ 20
tạ/ha

 Năm 2008 tăng gấp hơn 2,5 lần (đạt 51 tạ/ha),
 Sản lượng đã tăng từ 204 triệu tấn lên 822,712 triệu tấn(gấp 4 lần),
  Diện tích tăng từ 104 triệu lên 161 triệu hecta (hơn 1,5 lần).
(FAO 2009).


Sản xuất ngô ở Việt Nam

 Vào thập kỷ 60 của thế kỷ trước, diện tích ngô Việt Nam
chưa đến 300 nghìn hecta, năng suất chỉ đạt trên 1 tấn/ha
 Năm 2009, diện tích đạt 1.170.900 ha, năng suất đạt trên
4,5 tấn/ ha


Tổn thất sau thu hoạch ngô
Các hoạt động

Số liệu của Cục  Dự
trữ quốc gia
(Trung bình, %)

Số liệu của Đoàn chuyên
gia khảo sát Chương
trình miền Bắc
(Lớn nhất, %)

    Thu hoạch

0,2

10,0

    Tẽ

4,2

2,0

-

10,0

     Vận chuyển

1,7

-

     Bảo quản

1,6

30,0

    Tổng cộng:

7,7

52,0

     Làm khô

( Nguồn: Viện khoa học nông nghiệp Việt Nam )


Các biện pháp giảm tổn thất sau thu hoạch

 Giảm độ ẩm của hạt (sấy/làm khô) tới độ ẩm an
toàn.
 Giảm nồng độ khí ô xy/giảm độ thông thoáng (bảo
quản kín, bảo quản bằng khí cacbonic, nitơ).
 Kiểm soát nhiệt độ (thông gió cưỡng bức, làm
mát).
 Xông hơi diệt trùng, dùng hoá chất bảo quản


PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Nguyên liệu: Hạt ngô Sc704
với 4,73% w.b.( căn bản ướt )

Phương pháp xác định độ ẩm
 Độ ẩm ban đầu của hạt được xác định

bằng phương pháp (Tabatabaeefar,
2003) và để đạt được độ ẩm mong
muốn như 12, 16, và 22% căn bản ướt

W : chiều rộng, mm

Mi : hàm lượng ẩm đầu , %
Mf : hàm lượng ẩm sau , %
Q : khối lượng nước cần thiết, g


Xác định đường kính trung bình hình
học, đường kính tương đương và
đường kính số học

 Được tính toán bằng cách xem hạt ngô như hình
phỏng cầu và do đó sử dụng các phương trình
(Mohsenin, 1980):
W : chiều rộng, mm
L : chiều dài, mm
Dg : đường kính trung bình hình học, mm
T : độ dày, mm
Dp : đường kính tương đương, mm
Da : đường kính số học, mm

 Để xác định chiều dài, chiều rộng và độ dày khoảng 40
hạt lựa chọn ngẫu nhiên của mỗi mẫu, sau đó sử dụng
một caliper đo


Phương pháp xác định tính cầu

 Tính cầu (Sp), được định nghĩa là tỷ số giữa diện tích bề mặt
của hình cầu có khối lượng tương tự như ngũ cốc với diện
tích bề mặt của hạt
 Sp được xác định bằng công thức sau đây (Mohsenin, 1980).

Phương pháp xác định trọng
lượng nghìn hạt, thể tích và diện tích bề mặt
 Trọng lượng nghìn hạt (TGW) được đo bằng cách đếm 100 hạt và trọng lượng
chúng trong một sự cân bằng điện tử với độ chính xác 0.001g và nhân với 10 để cho
khối lượng 1000 hạt
 Thể tích và diện tích bề mặt xác định theo công thức sau

V : thể tích , mm3
S: Diện tích bề mặt, mm2
Ra: tỷ lệ

Jain và Bal (1997)


Phương pháp xác định hệ số ma
sát tĩnh
 Hệ số ma sát tĩnh được xác định đối với các bề mặt khác
nhau với: ván ép, sắt mạ kẽm và nhựa bằng máy

Thiết bị để xác định hệ số ma sát tĩnh


Phương pháp xác định dung
trọng, tỷ trọng thực và độ rỗng
 Phương pháp chuyển Toluene được sử dụng để xác định
tỷ trọng thực là tỷ lệ khối lượng mẫu của hạt với thể tích tinh
khiết của nó (Mohsenin, 1980).
 Một container được sử dụng để xác định dung trọng, ngô

được đổ đầy đến nóc và sau đó cân container (Dashpande et al.,
1993)
 Độ rỗng là tỷ lệ không gian trống giữa các hạt để tổng số
các hạt với khối hạt của nó được tính toán bằng công thức :
ρb : dung trọng, kgm-3 ( khối lượng riêng biểu kiến )
ρt : tỷ trọng thực , kgm-3 ( khối lượng riêng thực )


Phương pháp xác định góc nghiêng
 Hộp mẫu được đổ đầy hạt, và sau đó là tấm điều chỉnh
được nghiêng từ từ cho phép những hạt ngô nghiêng theo và
giả định một độ dốc tự nhiên (Tabatabeefar, 2003).

Thiết bị xác định góc nghiêng tĩnh


Phương pháp xác định lực vỡ và
năng lượng vỡ
 Các tính chất cơ học của hạt ngô đã được thể hiện bằng lực
bị vỡ và năng lượng vỡ.
 Các hạt giống với độ ẩm mong muốn được đưa vào máy
chọn tốc độ tải và sau đó dùng lực cho đến khi các hạt bị đứt
gãy

Thiết bị xác định lực vỡ


KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
Kích thước và hình dạng

 Tất cả các kích thước được tăng lên cùng với sự gia tăng hàm lượng
ẩm từ 4,73% đến 22% căn bản ướt
 Xu hướng ngày càng tăng trong kích thước trục, với tăng hàm lượng
ẩm, là do làm của các mao mạch và khoảng trống khi hấp thu độ ẩm và
sau đó trương lên
 Diện tích bề mặt của hạt ngô tăng 137,69-160,09 mm2
 Các tính cầu hạt ngô giảm 0,62-0,59 với sự gia tăng hàm lượng ẩm
4,73-12% w.b nhưng trong khoảng 12-22% w.b, tính cầu tăng 0,59-0,62
 Đường kính trung bình hình học của hạt ngô tăng 7,2-7,78 mm và


Khối lượng nghìn hạt

Mối quan hệ tuyến tính của khối lượng nghìn hạt dựa trên độ ẩm

Khối lượng nghìn hạt (TGW) tăng 271-321,4 g cũng như độ
ẩm tăng từ 4,73% - 22% w.b,
M: độ ẩm


Dung trọng

Dung trọng và hàm ẩm của hạt tương quan như sau:

 Các giá trị của dung trọng cho các mức độ ẩm khác nhau
thay đổi giảm từ 710-649 kg m-3


Tỷ trọng thực

Tương quan giữa tỷ trọng thực và hàm ẩm của hạt

 Tỷ trọng thực sự thay đổi 1250-1325 kgm-3 khi hàm ẩm
tăng từ 4,73% - 22% w.b


Độ rỗng

Mối quan hệ giữa độ rỗng và hàm ẩm

 Độ rỗng của hạt ngô tăng tuyến tính ở mức 5% tần suất
từ 43,2% đến 51% với sự gia tăng hàm ẩm từ 4,73% 22% w.b


Hệ số ma sát tĩnh

Ảnh hưởng của hàm lượng ẩm đến hệ số ma sát tĩnh: plastic (∆);
sắt mạ kẽm(□) và ván ép (◊).

 Mức tăng 56,8%, 25,9% và 69,4% được ghi nhận trong
trường hợp của nhựa, ván ép và sắt mạ kẽm, tương ứng, với
hàm ẩm tăng từ 4,73% - 22% w.b.


Góc nghiêng

Mối quan hệ góc nghiêng tĩnh của ngô với hàm lượng ẩm của nó.

 Các giá trị của góc nghiêng tĩnh đã cho thấy tăng
đáng kể 49-58 ° trong khoảng độ ẩm từ 4,73-22% w.b