TÍNH TOÁN THIẾT KẾ, CHẾ TẠO CƠ CẤU THÔNG THOÁNG TRONG SILO BẢO QUẢN LÚA– 500 KG

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ, CHẾ TẠO CƠ CẤU THÔNG
THOÁNG TRONG SILO BẢO QUẢN LÚA– 500 KG

Họ và tên sinh viên : PHAN THỊ LINH
Ngành
: CƠ KHÍ
Niên khóa
: 2009 – 20013

TP.HCM, tháng 06 năm 2013


THIẾT KẾ, TÍNH TOÁN, CHẾ TẠO
CƠ CẤU THÔNG THOÁNG TRONG SILO BẢO QUẢN LÚA 500 KG

Tác giả

PHAN THỊ LINH

Khóa luận được đệ trình để đáp ứng yêu cầu cấp bằng Kỹ sư ngành
Cơ Khí Chế biến Bảo quản Nông sản Thực phẩm

Giáo viên hướng dẫn
Tiến sĩ: LE ANH ĐỨC

Tháng 06/2013
i

LỜI CẢM TẠ
Mẹ kính yêu! Mẹ đã vất vả sinh thành, nuôi dưỡng, giáo dục con, thực sự con rất
tự hào, Mẹ và gia đình đã tạo mọi điều kiện cho con học tập và có được ngày hôm nay.
Chặng đường phía trước còn rất nhiều gian khó con sẽ cố gắng hoàn thành tốt nhiệm
vụ.
Trong quá trình học tập tại trường, những kiến thức mà em nhận được là vô cùng
quý báu. Em xin bày tỏ lòng biết ơn trân thành đến toàn thể quý thầy cô khoa Cơ Khí –
Công Nghệ và thầy cô Trường Đại Học Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh.
Em xin gửu lòng biết ơn sâu sắc tới thầy Lê Anh Đức đã quan tâm giúp đỡ,
hướng dẫn và truyền đạt cho em những kiến thức quý báu để em hoàn thành luận văn
cũng như trong suốt quá trình học tập.
Tôi xin chân thành cảm ơn các bạn đồng nghiệp đã động viên, giúp đỡ tôi trong
thời gian làm luận văn.
Nông lâm, ngày … tháng …. năm 2013
PHAN THỊ LINH

ii


TÓM TẮT
THIẾT KẾ CHẾ TẠO CƠ CẤU THÔNG THOÁNG TRONG
SILO BẢO QUẢN LÚA 500 KG
1. Mục đích của đề tài.
Thiết kế, chế tạo cơ cấu thông thoáng trong silo bảo quản lúa 500 kg. Cơ cấu
thông thoáng trong silo bảo quản lúa khắc phục nhược điểm do thời tiết gây ra như bức
xạ mặt trời, dịch chuyển nhiệt ẩm, hiện tượng bốc nóng do hô hấp. Cải thiện chất
lượng lúa gạo bảo quản trong silo với sự kết hợp sử dụng quạt thông thoáng và cơ cấu
đảo trộn. Với yêu cầu nhiệt độ trong khối lúa luôn giữ ở mức dưới 35ͦ C và độ ẩm cân

bằng trong toàn khối lúa đồng đều, cơ cấu làm việc tốt, năng suất cao, tiêu hao năng
lượng ít nhất.
2. Nội dung thực hiện.
 Tra cứu tài liệu, sách báo có liên quan đến chủ để của đề tài.
 Lựa chọn nguyên tắc làm việc và đề ra mô hình máy.
 Tính toán, thiết kế theo mô hình máy đã chọn .
 Xây dựng bản vẽ lắp và bản vẽ chi tiết.
 Theo dõi chế tạo.
 Lắp đặt và ứng dụng vào sản suất.
 Nhận xét đánh giá.
3. Các kết quả tính toán thiết kế
3.1. Kết quả tính toán.
 Kích thước không gian silo:
Đường kính: 1100 mm
Chiều cao: 1900 mm
 Kích thươc của vít tải:
Đường kính vít xoắn 75mm
Đường kính trục vít 30mm
 Số vòng quay của vít tải 60 vg/ph
iii


 Số vòng quay của quạt: 2750 vg/phút
 Công suất cần thiết của động cơ:
Truyền động cho thanh ray: 0,37 kW
Truyền động cho quạt: 0,25 kW
Truyền động cho vít tải: 0,37 kW
- Kích thước chiếm chỗ của silo:
Dài: 1800 mm
Rộng: 1448 mm

Cao: 1900 mm
Tiến hành chế tạo theo các thông số đã tính toán được như trên.
4. Kết luận
Đề tài đã đạt được những mục đích thiết kế đặt ra ban đầu .

iv


MỤC LỤC
Trang
Trang tựa........................................................................................................................ i
Cảm tạ ........................................................................................................................... ii
Tóm tắt ......................................................................................................................... iii
Mục lục ..........................................................................................................................v
Danh sách các hinh ...................................................................................................... ix
Danh sách các bảng .......................................................................................................x
CHƯƠNG I. MỞ ĐÂU .................................................................................................1
1.1. Đặt vấn đề ...............................................................................................................1
1.2. Mục đích nghiên cứu ..............................................................................................2
CHƯƠNG II. TỔNG QUAN ........................................................................................3
2.1. Hiện trạng sản xuất lúa tại Việt Nam và thế giới ...................................................3
2.2. Đặc điểm khí hậu vùng đồng bằng sông Cửu Long ...............................................5
2.3. Tính chất hóa lí và hoạt động sinh lí hiện nay........................................................6
2.3.1. Cấu tạo hạt lúa và các tính chất vật lí ..................................................................6
2.3.1.1. Cấu tạo hạt lúa ..................................................................................................6
2.3.1.2. Tính chất vật lí ..................................................................................................7
2.3.2. Thành phần hóa học của hạt lúa ..........................................................................9
2.3.2.1. Hàm lượng protein trong hạt lúa ......................................................................9
2.3.2.2. Hàm lượng các lipit có trong hạt lúa ................................................................9
2.3.2.3. Hàm lượng nước có trong hạt lúa .....................................................................9

2.3.3. Đô rời và tính tự phân loại...................................................................................9
2.3.4. Tính chất vật lý nhiệt của khối hạt ....................................................................10
2.3.4.1. Quá trình hô hấp .............................................................................................10
2.3.4.2. Quá trình chín sau thu hoạch ..........................................................................10
2.3.4.3. Tính hấp thụ của khối hạt ...............................................................................10
2.3.4.4. Quá trình nảy mầm .........................................................................................11
v


2.4. Một số phương pháp bảo quản hạt lúa trên thế giới và ở Việt Nam, đặc biệt ở
Đồng Bằng Sông Cửu Long ........................................................................................11
2.4.1. Phương pháp bảo quản lúa trên thế giới ............................................................11
2.4.1.1. Bảo quản lúa ở trạng thái khô.........................................................................11
2.4.1.2. Bảo quản ở trạng thái thông thoáng ...............................................................11
2.4.1.3. Bảo quản hạt ở trạng thái kín..........................................................................12
2.4.1.4 Bảo quản hạt dùng hóa chất.............................................................................12
2.4.2. Thực trạng bảo quản lúa tại Đồng Bằng Sông Cửu Long .................................13
2.5. Những tổn thất và các tác nhân gây hư hỏng chính trong bảo quản ....................17
2.5.1. Các dạng tổn thất ...............................................................................................17
2.5.1.1. Tổn thất trọng lượng .......................................................................................17
2.5.1.2 Tổn thất về chất lượng hạt ...............................................................................17
2.5.1.3.Tổn thất về tiền tệ ............................................................................................17
2.5.2. Tác nhân gây hư hỏng tồn trữ trong kho ...........................................................17
2.5.2.1. Nấm ................................................................................................................17
2.5.2.2. Côn trùng ........................................................................................................18
2.5.2.3. Các loại gặm nhấm .........................................................................................18
2.5.2.4. Hiện tượng bốc nóng ......................................................................................19
2.5.2.5. Hiện tượng dịch chuyển ẩm............................................................................18
2.6. Các yếu tố ảnh hưởng tới chất lượng bảo quản lúa ..............................................19
2.7. Dịch chuyển ẩm và truyền nhiệt trong silo...........................................................20

2.7.1. Hiện tượng dịch chuyển ẩm và nhiệt .................................................................20
2.7.2. Hiệu ứng nóng- lạnh ..........................................................................................20
2.7.3. Hiện tượng bốc nóng trong silo .........................................................................20
2.8. Các nghiên cứu về silo bảo quản đã công bố .......................................................21
2.9. Nhược điểm của các phương pháp bảo quản lúa hiện nay được áp dụng phổ biến
tại Việt Nam.................................................................................................................22
2.10. Các yêu cầu trong quá trình bảo quản bằng silo.................................................22
2.11. Tổng quan các silo bảo quản lúa và lựa chọn công nghệ bảo quản phù hợp tại
phía nam Việt Nam ......................................................................................................23
CHƯƠNG 3: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .............................25
vi


3.1. Nội dung nghiên cứu ............................................................................................25
3.2. Phương pháp nghiên cứu ......................................................................................25
3.2.1. Phương pháp nghiên cứu lý thuyết ....................................................................25
3.2.1.1. Cách tiếp cận ..................................................................................................25
3.2.1.2. Phương pháp kế thừa ......................................................................................25
3.2.2. Phương pháp tính toán thiết kế ..........................................................................26
3.2.2.1. Phương pháp thiết kế bộ phận đảo trộn ..........................................................26
3.2.2.2. Phương pháp thiết kế silo bảo quản lúa..........................................................26
3.2.2.3. Phương pháp tính thiết kế bộ phận thông thoáng ...........................................26
3.2.2.4. Phương pháp thiết kế bộ phận truyền động và chọn động cơ điện ................26
3.2.3. Phương pháp chế tạo .........................................................................................26
3.2.4. Vật liệu và thiết bị phục vụ quá trình thiết kế chế tạo .......................................27
CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ THẢO LUẬN .....................................................................29
4.1. Số liệu thiết kế ban đầu ........................................................................................29
4.2. Nguyên lí cấu tạo, hoạt động của silo và cơ cấu thông thoáng ............................29
4.2.1. Cấu tạo silo và cơ cấu thông thoáng ..................................................................29
4.2.2. Nguyên lí hoạt động của silo và cơ cấu đảo trộn trong silo ..............................31

4.3. Kết quả tính toán thiết kế bộ phận công tác ........................................................31
4.3.1. Kích thước silo ..................................................................................................31
4.3.2. Tính toán kích thước vít đảo trộn ......................................................................32
4.3.2.1. Cánh xoắn .......................................................................................................32
4.3.2.2. Xác định đường kính vít tải ............................................................................32
4.3.2.3. Xác định góc nâng vít xoắn của vít đảo trộn ..................................................33
4.3.2.4. Công suất cần thiết của vít đảo trộn ...............................................................34
4.3.2.5. Xác định momen xoắn và lực dọc trục ...........................................................34
4.3.2.6. Kiểm tra trục vít theo hệ số an toàn cho phép ................................................35
4.3.2.7. Kiểm nghiệm theo điều kiện tĩnh ...................................................................35
4.3.3. Tính toán khai triển cánh vít và quy trình chế tạo .............................................36
4.3.4. Quỹ đạo đi của vít tải.........................................................................................37
4.4. Hệ dẫn động hai vít tải.........................................................................................37
4.4.1. Chọn động cơ điện .............................................................................................38
vii


4.4.2. Chọn hộp giảm tốc trục vít bánh vít ..................................................................39
4.5. Hệ dẫn động thanh ray ..........................................................................................40
4.5.1. Chọn động cơ điện .............................................................................................41
4.5.2. Chọn hộp giảm tốc trục vít bánh vít ..................................................................41
4.6. Hệ dẫn động vít me đai ốc ....................................................................................41
4.7. Tính toán lượng nhiệt hấp thụ của khối lúa trong quá trình bảo quản .................42
4.7.1. Nhiệt tỏa ra từ khối lúa ......................................................................................42
4.7.2. Nhiệt hấp thụ do mặt trời chiếu vào vách silo ...................................................42
4.7.2.1. Lượng nhiệt truyền qua vách thông qua quá trình dẫn nhiệt kết hợp đối lưu 43
4.7.2.2. Lượng nhiệt truyền qua trong quá trình bức xạ ..............................................44
4.7.3. Lượng nhiệt hấp thụ qua mái và phần khoang thông gió ..................................45
4.8. Tính quạt ly tâm....................................................................................................46
4.8.1. Tính lượng gió cần thải nhiệt trong 1 giờ ..........................................................46

4.8.2. Tổn áp trong hệ thống........................................................................................46
4.8.3. Tính toán động cơ dẫn động cho quạt ...............................................................47
4.8.4. Thông số hình học của quạt ly tâm....................................................................48
CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN ĐỀ NGHỊ .........................................................................51
5.1. Kết Luận ...............................................................................................................51
5.2. Đề nghị .................................................................................................................51
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC

viii


DANH SÁCH CÁC HÌNH
Hình 2.1 Thị trường xuất khẩu gạo 5 tháng đầu năm 2012 ...........................................4
Hình 2.2 Diễn biến một số yếu tố khí tượng đặc trưng từ tháng từ tháng 7/2009 đến
tháng 3/2010 tại trạm Cần Thơ ......................................................................................6
Hình 2.3 Cấu tạo hạt lúa ................................................................................................7
Hình 2.4 Kho bảo quản lúa ..........................................................................................15
Hình 2.5 Sự thay đổi ẩm trong silo bản quản lúa ........................................................22
Hình 4.1 Mô hình silo bảo quản lượng lúa 500 kg ......................................................30
Hình 4.2 Kích thước của silo .......................................................................................33
Hình 4.3 Vít tải ............................................................................................................35
Hình 4.4 Quỹ đạo chuyển động của vít đảo ................................................................40
Hình 4.5 Sơ đồ dẫn động của vít tải ...........................................................................40
Hình 4.6 Sơ đồ hệ dẫn động thanh ray .......................................................................43
Hình 4.7 Bản vẽ kết cấu lắp ráp của vít me đai ốc ......................................................44
Hình 4.8 Sơ đồ truyền nhiệt qua vách thông qua truyền nhiệt và đối lưu ..................47
Hình 4.9 Sơ đồ truyền nhiệt do bức xạ qua 2 vách silo...............................................48
Hình 4.10 Quạt ly tâm .................................................................................................52
Hình 4.11 Bản vẽ lắp toàn bộ silo sau khi đã thiết kế .................................................53

ix


DANH SÁCH CÁC BẢNG
Bảng 2.1 Giá gạo ngày 27/2/2012 .................................................................................5
Bảng 2.2 Ẩm độ hạt và thời gian bảo quản ( TCVN 153-1991) .................................12
Bảng 2.3 Độ ẩm cân bằng của lúa trong điều kiện nhiệt ẩm môi trường ....................19

x


Chương Ι
MỞ ĐẦU

1.1. Đặt vấn đề
Nước ta là một nước nông nghiệp với 80% dân số làm nghề nông, trong đó cây lúa
là cây lương thực chính. Sản lượng lúa năm 2012 là 43.96 triệu tấn và lượng gạo xuất
khẩu là 7.65 triệu tấn, đưa nước ta lên vị trí thứ hai sau Thái Lan (hơn 8 triệu tấn).
Tuy vậy sản phẩm của chúng ta vẫn chưa đứng vững trên thương trường quốc tế và trị
giá vẫn chưa cao. Tổn thất ở khâu bảo quản, sấy và thu hoạch là một trong nhiều
nguyên nhân làm cho phẩm chất gạo chưa cao. Dựa vào thống kê về tổn thất hằng
năm trong quá trình bảo quản quản chỉ riêng tại đồng bằng sông Cửu Long là 2.6%,
tương đương thiệt hại 120 triệu USD/năm, con số này sẽ lớn lên theo nhịp độ luân
canh, tăng sản lượng các vụ lúa thu hoạch vào mùa mưa.
Vấn đề tồn trữ lúa gạo của Việt Nam luôn được đặt ra nhằm đảm bảo việc tồn trữ
theo mùa vụ, thời gian lâu, chất lượng đảm bảo, tỷ lệ hao hụt thấp, có ý nghĩa rất quan
trọng trong việc hạ giá thành và nâng cao chất lượng sản phẩm, điều tiết lưu lượng
xuất khẩu nhằm mang lại lợi ích thiết thực cho nhà sản xuất và người nông dân ngoài
ra còn đảm bảo an ninh lương thực của quốc gia. Hiện nay các doanh nghiệp ở Việt

Nam đang sử dụng phổ biến hai loại hình bảo quản đó là: Bảo quản theo phương thức
đóng bao chứa trong kho và bảo quản bằng cách đổ xá. Các cách bảo quản này thiếu
hẳn những thiết bị phụ trợ cần thiết để đảm bảo chất lượng cho hạt trong quá trình bảo
quản, nhất là bảo quản trong thời gian dài. Vì vậy, chất lượng bảo quản thấp và không
thể bảo quản lâu hơn 3 tháng trong điều kiện khí hậu nóng và ẩm của đồng bằng sông
Cửu Long.
Tồn trữ lúa gạo bằng silô là hướng phát triển tất yếu của ngành công nghiệp chế
biến lúa gạo xuất khẩu. Đã có nhiều nghiên cứu về silo được công bố trên thế giới, cả
về kết cấu lẫn chế độ vận hành của các thiết bị. Tuy nhiên, những silô bảo quản này
lại không phù hợp với đặc thù điều kiện thời tiết của Việt Nam dẫn tới lúa bị thất thoát
1


tương đương với việc bảo quản bằng kho. Hiện nay để cải thiện chất lượng lúa gạo
trong silo do bị ảnh hưởng bởi thời tiết người ta đã sử dụng quạt thông thoáng. Nhưng
vẫn chưa thực sự đạt kết quả như mong muốn vì thế nhiều nơi sử dụng biện pháp thủ
công cào đảo theo chu kì hoặc lắp đặt thêm silo bên cạnh và nhờ vào gàu tải luân
chuyển khối lúa. Các biện pháp này đều tốn kém nhân công, thiết bị lắp đặt, không
gian và chi phí đầu tư khá cao. Chính vì thế việc thiết kế hệ thống đảo trộn và kết hợp
thông thoáng trong silo sẽ gải quyết vấn đề đó..Thông qua việc xác định các yếu tố
như lượng chứa, bề dày, ẩm độ, thời gian đảo trộn mà xây dựng cơ sở lý thuyết và thực
nghiệm cho việc thiết kế, chế tạo cơ cấu đảo trộn thông thoáng trong silo bảo quản lúa.
1.2. Mục đích và nội dung nghiên cứu
Tên đề tài: Thiết kế chế tạo cơ cấu thông thoáng trong silo bảo quản lúa.
- Nghiên cứu tổng quan về các phương pháp bảo quản, ưu nhược điểm và các yêu
cầu
- của hệ thống bảo quản lúa để phù hợp với thời tiết nước ta.
- Đề xuất nguyên lí cơ cấu đảo trộn trong silo bảo quản lúa.
- Tính toán thiết kế cơ cấu đảo trộn, bộ phận dẫn động cho cơ cấu làm việc.
- Tính lượng nhiệt của khối lúa hấp thụ do ánh nắng mặt trời rồi từ đó tính toán

năng suất quạt, lượng gió cần cho quá trình thải nhiệt.

2


Chương II
TỔNG QUAN
2.1. Hiện trạng sản xuất lúa tại Việt Nam và thế giới
Trên thế giới, lúa là lương thực chính trong khẩu phần thức ăn, đặc biệt ở các
vùng thuộc châu Á. Thống kê của tổ chức lương thực thế giới (FAO, 2008) cho thấy,
có 114 nước trồng lúa, trong đó có 18 nước có diện tích trông lúa lên trên 1.000.000 ha
nhưng phân bố không đều, tập trung ở châu Á … 31 nước có diện tích trồng lúa trong
khoảng 100.000 -1.000.000 ha. Tổng lượng lúa sản xuất được trong năm 2010 vào
khoảng 720 triệu tấn, tương đương với 480,1 triệu tấn gạo. Trong năm 2011, lượng
gạo giao dịch thương mại trên thế giới đạt con số kỉ lục hơn 34,5 triệu tấn (Bộ
NN&PTNN 2011)..Vì dân số tăng nhanh, diện tích trồng trọt giảm xuống, cùng với tác
động của khí hậu khắc nghiệt nên nhu cầu nhập khẩu gạo của các nước trên thế giới
tăng trong những năm gần đây.
Việt Nam là nước có diện tích canh tác lúa đứng thứ 6 trên thế giới, tập trung
nhiều ở ĐBSCL, đồng bằng Sông Hồng và Duyên hải Miền trung. Mặc dù diện tích
canh tác nông nghiệp chưa tới 30% so với cả nước nhưng ĐBSCL lại có diện tích và
sản lượng thu hoạch lúa chiếm hơn 50% và là nơi xuất khẩu gạo chủ lực của cả nước.
Năm 2011 toàn vùng ĐBSCL sản xuất 3.982.191 ha lúa đạt sản lượng 21.915845 tấn
( Xaluan.com). Thị trường xuất khẩu của Việt Nam chủ yếu là Châu Á, Châu Phi và
Châu Mỹ.

3


Hình 2.1.Thị trường xuất khẩu gạo 5 tháng đầu năm 2012

( Nguồn TCHQ, cafeF; DVT % )
Giá gạo Việt Nam vẫn thấp nhất so với bốn quốc gia xuất khẩu gạo lớn của thế
giới lần lượt là: Thái Lan, Ấn độ và Paskitan. Do công nghệ chế biến và bảo quản còn
lạc hậu dẫn tới chất lượng lúa gạo của Việt Nam còn thấp. Thậm chí chất lượng gạo
của Việt nam còn bị đánh bại ngay trên sân nhà bởi các nhà cung cấp gạo ở các khu
vực xung quanh, điển hình là Thái Lan. Bên cạnh đó dù đã kí nhiều hiệp định nhưng
gạo Việt Nam vẫn chưa thâm nhập sâu vào thị trường nước ngoài.

4


Bảng 2.1. Giá gạo ngày 27/2/2012
Hạt gạo trắng dài cao cấp

Giá (USD/tấn)

Thay đổi (USD/tấn)

Thái Lan 5% tấm

555-505

0

Việt Nam 5 % tấm

400-410

0

Ấn Độ 5 % tấm

445-455

0

Pakistan 5% tấm

430-440

0

Thái Lan 5% tấm

530-540

0

Việt Nam 5 % tấm

365-375

0

Ấn Độ 5 % tấm

370-380

0

Pakistan 5% tấm

390-400

0

Thái Lan (Homali)

1135-1145

0

Việt Nam (thơm 5% tấm)

545-555

0

Ấn Độ (Basmati)

1515-1525

0

Pakistan (Basmati)

1015-1025

0

Thái Lan

530-540

0

Việt Nam

340-350

0

Ấn Độ

340-350

0

Pakistan

325-335

+5

Hạt gạo dài cấp thấp

Gạo thơm

Gạo tấm

(Nguồn diễn đàn tài chính chứng khoán VFpress.vn; nguồn Gafin
2.2. Đặc điểm khí hậu vùng đồng bằng sông Cửu Long
Đồng bằng sông Cửu Long có nhiệt độ bình quân hàng năm khá cao và ít biến
động. Tổng lượng mưa trung bình hàng năm khoảng 1.900 mm, tập trung vào các
tháng 6,7,8,9 và 10. Từ tháng 9 đến tháng 10 có lượng mưa lớn trùng với mùa lũ nên
thường xảy ra ngập úng. Về mùa khô tập trung chủ yếu vào tháng 2 và 3, vào thời
điểm này lượng mưa khá ít và hầu như không có mưa. Nhiệt độ không khí trung bình
5


xấp xỉ 27°C, nhiệt độ thấp nhất từ 15 - 170C vào tháng 12 và cao nhất từ 31,5 - 320C
thường gặp vào tháng 3 - 4 hàng năm. Ẩm độ không khí trung bình khá cao khoảng
79,5%. Chế độ nắng khá dồi dào, trung bình 2.700 giờ/năm, từ 7- 8 giờ/ngày.
Do khí hậu ở vùng ĐBSCL gần tương đồng nhau nên có thể lấy diễn biến khí hậu
tại một tỉnh Cần thơ để đại diện cho khu vực này. Nhìn chung nhiệt và ẩm khá cao, lại
chịu ảnh hưởng của lũ lụt tác động xấu tới vụ mùa thu hoạch. Đây là một trong những
yếu tố ngoại cảnh thúc đẩy các hoạt động sống trong lúa và tạo điều kiện cho các sinh
vật có hại phát triển.

Hình 2.2. Diễn biến một số yếu tố khí tượng đặc trưng từ tháng từ tháng 7/2009
đến tháng 3/2010 tại trạm Cần Thơ
2.3. Tính chất hóa lí và hoạt động sinh lí hiện nay
2.3.1. Cấu tạo hạt lúa và các tính chất vật lí
2.3.1.1 Cấu tạo hạt lúa

6


Hình 2.3 Cấu tạo hạt lúa
(Nguồn )

Hạt thóc cấu tạo ngoài gồm 3 phần chính: vỏ, nội nhũ và phôi, tỉ lệ các phần này so
với trọng lượng lúa như sau: vỏ (18-27%), nội nhũ (70-80%), phôi (2-3%). Lúa có hai
lớp vỏ là vỏ trấu và vỏ hạt, ngoài ra còn có râu và mày râu.
2.3.1.2 Tính chất vật lí
+ Chiều dài hạt thóc
Chiều dài của hạt thóc không thống nhất ngay cả trong cùng một giống lúa vì có
sự biến động chiều dài của râu và của cuống hoa. Vì lý do đó nên loại thóc không phải
được xác định bằng chiều dài của hạt thóc mà bằng chiều dài của hạt gạo lức. Điều
quan trọng là phải xem hạt thóc bị đứt khỏi chùy hoa ở điểm nào, vì cuống hoa không
phải là một phần của hạt thóc. Thóc có mang theo một mảng lớn cuống hoa sẽ dẫn tới
lượng gạo xát thu hối thấp vì lượng trấu tăng.
+Bề mặt của trấu:
Bề mặt của trấu khá ráp và có tính mài mòn cao vì hàm lượng silic lớn. Ảnh
hưởng lớn tới các bề mặt của máy và các bộ phận vận chuyển tiếp xúc với trấu cần
phải thay thế thường xuyên.
+ Giá trị sinh nhiệt của trấu:
Hiện nay việc dùng trấu làm nguồn năng lượng trong công nông nghiệp lại được
chú ý tối đa. Điều này được khuyến khích hơn nữa vì việc hủy bỏ trấu bằng cách đốt
7


ngoài không khí đã trở thành thành nguồn ô nhiễm. Thế giới đang cảnh giác với việc ô
nhiễm không khí thì phương thức sử dụng trấu được hoan nghênh.
+ Khoảng không giữa trấu và hạt gạo lức:
Đóng vai trò quan trọng trong việc thiết kế máy xay ly tâm hay máy xay “va
chạm”.
+ Nếp gấp cài kín vào nhau của hai mảnh trấu: các mảnh trấu được ghép với
nhau bằng một nếp gấp đôi. Cần có lực để mở nếp gấp trong quá trình bóc vỏ trấu,
điều này làm khó thêm cho việc thiết kế máy xay xát với mục đích tránh vỡ hạt không
cần thiết.

+ Râu: Tùy theo lúa, râu có khi rất dài, như vậy phải lắp đặt các máy đặc biệt để
làm gãy và loại rau ra trước khi xay thóc.
+ Vỏ quả: Vỏ quả bị phá hỏng sẽ làm giảm nghiêm trọng khả năng tồn trữ của
gạo lức nếu là dạng được sản xuất để tồn trữ.
+ Tế bào tinh bột nằm theo chiều dọc: Các tế bào tinh bột ngoài cùng các nội nhũ
có dạng thon dài, đứng và được xác định vị trí cạnh dài của nó hướng thẳng vào tâm
của hạt.
Không liên quan trực tiếp đến cấu thành vật lý của hạt là các tính chất vật lý sau:
+ Góc nghỉ: Lúc thóc được đổ thẳng đứng xuống một mặt phẳng, nó làm thành
một hình côn hoàn chỉnh. Góc của cạnh của khối hạt hình côn ấy đo sau khi dòng hạt
ngừng hẳn gọi là góc nghỉ.Góc nghỉ quan trọng cho việc xây dựng các phương tiện tồn
trữ hạt rời và việc tính toán kích thước các thùng chứa không gian có dung tích cho
trước.
+ Góc ma sát: Góc được đo từ mặt phẳng nằm ngang, lúc mà hạt bắt đầu trôi
xuống phía dưới trên một mặt phẳng nhẵn bằng gỗ, dưới tác động của trọng lực.Góc
ma sát quan trong cho việc xây dựng các thùng chứa tự đổ, các phương tiện tồn trữ hạt
rời và các ống xả hạt.
+ Tỷ trọng hạt rời:
Tỷ trọng hạt rời qui về tỉ lệ giữa trọng lượng và thể tích và được biểu thị bằng
kg/HL. Sơ liệu về tỉ trọng hạt rời quan trọng trong việc tính toán kích thước của các
phương tiện tồn trữ hạt rời và các thùng chứa trung gian có dung tích cho trước. Nó
8


cũng chỉ ra độ thuần khiết của hạt, vì nếu có các vật thể khác nhẹ lẫn thì tỉ trọng sẽ
nhẹ.
2.3.2. Thành phần hóa học của hạt lúa
2.3.2.1. Hàm lượng protein trong hạt lúa
Protein là chất dinh dưỡng quan trọng với con người, có tính chất háo nước và dễ
bị biến tính dưới ảnh hưởng của các tác động khác nhau như axit, kiềm nhiệt. Trong

quá trình bảo quản protein bị biến chất dưới ảnh hưởng của nhiệt độ cao và độ chua do
vi sinh vật gây ra. Hàm lượng nước trong hạt lúa cũng ảnh hưởng tới quá trình biến
chất của protein.
2.3.2.2. Hàm lượng các lipit có trong hạt gạo
Lipit là chất dự trữ năng lượng trong lúa chiếm khoảng 1,8-2,5 % nhưng nếu bảo
quản không tốt gây ảnh hưởng rất lớn đến sản phẩm. Khi gặp nhiệt độ, ẩm độ cao nó
dễ dàng kết hợp với oxi trong không khí ( hiện tượng oxi hóa). Quá trình oxi hóa của
lipit luôn tạo thành các sản phẩm có mùi ôi, khét và đôi khi còn gây ngộ độc.
2.3.2.3. Hàm lượng nước có trong hạt lúa
Hàm lượng nước có trong hạt chiếm khối lượng từ 11-14% thành phần của hạt.
Trong tế bào của nước tồn tại các liên kết hóa học: liên kết hóa học, liên kết hóa lý và
liên kết cơ học. Vậy quá trình bảo quản hạt lúa có thể hút hoặc nhả thêm hơi nước để
đạt tới trạng thái cân bằng ở một nhiệt độ và độ ẩm tương ứng. Ẩm độ của hạt lúa có
liên quan tới sự thay đổi chất lượng hạt và gây hư hỏng trong quá trình bảo quản.
2.3.3. Độ rời và tính tự phân loại
Độ rời: Khối hạt gồm những phần tử rắn, chúng khác nhau về hình dạng, kích
thước, khối lương riêng, trạng thái bề mặt…do đó khối hạt dễ dàng chuyển dịch. Độ
rời của khối hạt được đặc trưng bằng góc nghỉ và góc trượt. Góc nghỉ và góc trượt
càng lớn thì độ càng nhỏ, ngược lại góc nhỏ thì khả năng dịch chuyển lớn nghĩa là độ
rời lớn. Góc nghỉ khối lúa: 32-45º và hệ số ma sát trong 0,7-0,85.
Tính tự phân loại: Trong khối hạt gồm nhiều phân tử không đồng nhất, nên khi di
chuyển khối hạt sẽ tạo nên những khu vực hay những lớp có chỉ số chất lượng khác
nhau. Ví dụ khi đổ hạt vào kho hoặc tháo hạt ra thì những hạt có khối lượng riêng nhỏ,
hạt lép hay tạp chất nhẹ sẽ phân bố ở lớp trên hay xung quanh khối hạt. Quá trình tự
phân loại làm cho các khu vực khác nhau của khối hạt có chất lượng khác nhau. Ở góc
9


tường và gần tường thì hạt lép, tạp chất nhẹ nhiều. Các phần tử này có độ ẩm cao,
mang nhiều sinh vật hơn do đó côn trùng và vi sinh vật dễ phát triển lây lan ra toàn

khối hạt hơn.
2.3.4. Tính chất lý nhiệt của khối hạt
2.3.4.1. Quá trình hô hấp
Là quá trình trao đổi chất quan trọng nhất của hạt. Trong quá trình hô hấp các
chất dinh dưỡng trong hạt bị oxi hóa phân hủy thành khí CO2 và H2O, sinh ra năng
lượng cung cấp cho các tế bào trong hạt để duy trì sự sống. Theo các công trình nghiên
cứu của Kretovick và Prokhorova thì cường độ hô hấp của hạt tùy thuộc vào độ ẩm và
nhiệt độ. Cường độ hô hấp của hạt tăng mạnh nhất cùng với sự tăng ẩm ở điểm giới
hạn (w = 14 – 14,5%). Cường độ hô hấp của hạt tăng khi nhiệt độ tăng trong khoảng
dưới 45 ÷ 500C, nhưng nếu vượt qua giới hạn này thì sự sống cũng như cường độ hô
hấp của hạt sẽ giảm. Sự hô hấp trong hạt là quá trình sinh nhiệt. Với lúa thì nhiệt lượng
sinh ra trong quá trình hô hấp là 674 Kcal cho 1 phân tử gam gluco, hay 374 Kcal cho
100g gluco bị phân hủy.
C6H12O6 + 6O2 → 6H2O + 6CO2 + Q
Nhiệt lượng sinh ra trong quá trình hô hấp yếm khí nhỏ hơn trong quá trình hô
hấp hiếm khí. Một phân tử gam gluco tỏa ra 28 Kcal đồng thời sinh ra 44,8 lít khí CO2
và 92g rượu etylic, lactic, acetic theo phương trình:
C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2 + Q
2.3.4.2. Quá trình chín sau thu hoạch
Quá trình chín sau thu hoạch do quá trình sinh hóa tổng hợp xảy ra trong tế bào
mô hạt. Quá trình này làm giảm chất hữu cơ hòa tan trong nước và làm tăng các chất
dinh dưỡng. Đối với hạt lúa thời gian chín sau thu hoạch tùy thuộc nhiều vào giống,
thời điểm thu hoạch, ẩm độ, điều kiện môi trường… có thể kéo dài từ 30 - 60 ngày.
Trong quá trình chín sau thu hoạch hạt thoát nhiệt và ẩm rất mạnh.
2.3.4.3. Tính hấp thụ của khối hạt
Các hạt lúa có khả năng hút ẩm và không khí, đồng thời trong điều kiện nhất định
hạt cũng có khả năng nhả hơi nước và các khí ra môi trường xung quanh là tính chất
quan trọng trong bảo quản. Khối hạt có tính hấp thụ do hai nguyên nhân:
10

- Hạt có cấu tạo dạng keo và có nhiều mao quản, khối hạt có độ rỗng, vì nhờ có độ
rỗng mà hơi nước và các chất khí có thể xâm nhập vào khối hạt.
- Sự hấp thu khí và hơi: Tất cả các khí ở môi trường bảo quản như cacbonic
ammoniac… đều có khả năng xâm nhập vào hạt. Sau khi hạt hấp thụ thì quá trình
thoát khí rất khó khăn và hạt không bao giờ nhả ra triệt để làm ảnh hưởng lớn tới
chất lượng hạt.
- Sự hấp thụ và nhả hơi nước: Tính hấp thụ hơi nước của hạt ảnh hưởng tới độ bền
trong bảo quản, nếu hạt hút càng nhiều nước thì quá trình trao đổi chất càng
mạnh, lượng chất khô tổn hao nhanh mặt khác độ ẩm cao là điều kiện tốt cho vi
sinh vật và côn trùng phát triển. Độ ẩm của không khí thay đổi theo thời tiết, độ
ẩm không khí tăng thì độ ẩm khối hạt cũng tăng.
2.3.4.4. Quá trình nảy mầm
Hạt lúa trong khi bảo quản vẫn còn chứa một lượng nước nhất định 12-14%
trọng lượng khô. Khi ngâm trong nước hạt hút nước và trương lên, ẩm hạt tăng gia
tăng đến 25% thì có thể nảy mầm được. Khi ấy tinh bột trong phôi nhũ bị phân giải
thành những chất đơn giản để cung cấp cho mầm phát triển. Hàm lượng nước trong lúc
nảy mầm từ 27-37%. Nhiệt độ thích hợp cho hạt lúa nảy mầm từ khoảng từ 27-37 ºC.
2.4. Một số phương pháp bảo quản hạt lúa trên thế giới và ở Việt Nam, đặc biệt ở
Đồng Bằng Sông Cửu Long
2.4.1. Phương pháp bảo quản lúa trên thế giới
2.4.1.1. Bảo quản lúa ở trạng thái khô
Cở sở của phương pháp này là làm giảm ẩm độ của lúa xuống để có thể bảo quản
được lâu hơn. Hầu hết nông dân trên thế giới áp dụng phơi khô tự nhiên rộng rãi vì ít
tốn kém dễ dàng tận dụng lao động thừa trong gia đình. Nhưng lại phụ thuộc vào thời
tiết khí hậu và sân bãi. Ngoài ra vào mùa mưa người ta cũng tân dụng sấy làm giảm độ
ẩm.
2.4.1.2. Bảo quản ở trạng thái thông thoáng.
Trong khối hạt có rỗng khoảng 40-45%, độ dẫn nhiệt của các hạt rất kém, tính ỳ
nhiệt lại rất lớn. Hạt có tính nhả ẩm khi áp suất hơi nước riêng phần trên bề mặt lớn

hơn áp suất hơi riêng phần không khí. Lợi dụng tính chất này ta có thể thông gió tự
nhiên hoặc thông gió cưỡng bức tức quạt không khí khô và độ ẩm vào khối hạt nhiều
11


lần thì nhiệt độ và độ ẩm của không khí sẽ giảm, ngoài ra còn đảm bảo khả năng sống
của khối hạt.
Hiện nay có nhiều phương pháp bảo quản hạt nhưng nhờ ưu điểm của phương
pháp bảo quản thông thoáng là dễ điều chỉnh lượng ẩm và nhiệt độ trong khối hạt nên
được sử dụng khá phổ biến.
Bảng 2.2. Ẩm độ hạt và thời gian bảo quản ( TCVN 153-1991)
Loại hạt

Độ ẩm

Dạng bảo quản

Thời gian bảo quản an
toàn

Lúa

≤ 13

Đổ rời

Không quá 12 tháng

Đóng bao

Không quá 12 tháng

Đổ rời

Không quá 6 tháng

Đóng bao

Không quá 6 tháng

14÷15

Đóng bao

Không quá 2 tháng

15÷16

Đóng bao

Không quá 15 ngày

<14

Chỉ bảo quản trong Không quá 6 tháng

14÷15

kho

13÷14

Gạo

Không quá 1 tháng

( Nguồn : Công nghệ sau thu hoạch lúa gạo ở Việt Nam )
2.4.1.3. Bảo quản hạt ở trạng thái kín
Bảo quản kín ở đây có nghĩa là cách ly hạt với môi trường bên ngoài bằng cách
bảo quản kín hay nạp vào khối hạt một thứ khác ngoài oxy rồi đóng lại. Đối với
phương pháp này chỉ dùng để bảo quản hạt dùng cho người và gia súc, không dùng
trong việc bảo quản hạt giống vì làm giảm độ nảy mầm của hạt. Yêu cầu trước khi
mang hạt vào là độ ẩm nhỏ hơn 16% còn lớn hơn thì tính chất sẽ thay đổi và ảnh
hưởng nhiều tới chất lượng hạt.
2.4.1.4. Bảo quản hạt dùng hóa chất
Phương pháp này phát triển trên cơ sở của phương pháp bảo quản kín. Sử dụng
hóa chất trong khối hạt nhằm giảm oxy, đồng thời diệt vi sinh vật và côn trùng hại hạt.
Nó ít gây ngộ độc cho người và động vật và dễ phân hủy trong điều kiện khí hậu nhiệt
đới. Nó không thấm thấu vào hạt với nồng độ sử dụng là 8 ppm. Nó được sử dụng
trong thời gian bảo quản và được xử lí 7 ngày trước khi đem bán và không được ăn
trong vòng 60 ngày sau quá trình xử lí. Hóa chất phải được phân bố đều và dễ xâm
12


nhập vào khối hạt, không bị hạt hấp thụ và cũng dễ làm sạch, không gây hỏa hoạn và
ăn mòn chi tiết.
2.4.2. Thực trạng bảo quản lúa tại Đồng Bằng Sông Cửu Long
Có thể chia ra 3 khu vực: nông dân, nhà nước và doanh nghiệp tư nhân.
Khu vực nông dân
Nông dân ở ĐBSCL chỉ đủ khả năng bảo quản lúa giống với khối lượng nhỏ. Họ

thường có tập quán lượng lúa hàng hóa mà bán ngay cho thương lái sau khi thu hoạch
tại đổ ẩm khoảng 18-25%. Khi chưa thể bán ngay lượng lúa do giá cả thị trường quá
thấp, nông dân thường chứa tạm lúa trong các bao tải nhựa PP và bao bố, chất trong
nhà hay để ngoài trời nhưng có phủ bạt để che mưa và sương trong vòng 1 đến 2 tuần,
đôi khi đến vài tháng.
Khu vực nhà nước
Tổng công ty lương thực miền nam: Có hệ thống kho tương đối hoàn chỉnh đáp
ứng được một số yêu cầu trong công tác bảo quản – kinh doanh và xuất khẩu với tích
lượng khoảng 113800 tấn.
Trong đó có năm hệ thống kho silô như ở công ti bột mì Bình Đông (4000 tấn),
xí nghiệp Satalke (13000 tấn), công ti Lương thực cấp 1 Cao Lãnh (48000 tấn), công ti
lương thực Sông Hậu (10000 tấn). Theo tổng công ti lương thực miền nam là chỉ còn
silo Bình Đông là hoạt động tốt còn các nơi khác thì đã hư hỏng hoặc chuyển sang tồn
trữ lúa mì. Một số hạn chế ở đây là tháo liệu khó khăn, xử lí ẩm độ trong kho phức
tạp…Việc sử dụng silo có trữ lượng lớn như vậy chưa thích hợp với tình hình và điều
kiện khu vực Đồng bằng Sông Cửu Long do một số nguyên nhân sau:
- Các doanh nghiệp lương thực nhà nước ở ĐBSCL chủ yếu mua gạo lức từ các
nhà máy xay xát trong vùng về để xát trắng, lau bóng và xuất khẩu.
- Silo được trang bị thiếu đồng bộ, thiếu thiết bị lấy mẫu và kiểm tra chất lượng
mẫu lúc mua tại đầu vào silo làm khó khăn trong việc định giá mua lúa. Silo
không có thiết bị đo nhiệt độ của nhiệt của lúa trong silo gây khó khăn trong việc
kiểm soát tình trạng của lúa tồn trữ.
- Một số thiết bị làm việc trong silo thiết kế bất hợp lí và không đạt yêu cầu. Quạt
lúa từ ghe vào không đủ công suất. Điều kiện khí hậu nóng ẩm nên hệ thống
thông thoáng phải phù hợp, lớp lúa ở đáy kho khoảng 1 m phải được thông
13


thoáng thường xuyên. Quạt dùng để thông thoáng không đủ áp suất thắng lực cản
của bề dày lớp lúa trong silo nên chất lượng thông thoáng không đạt yêu cầu.

Đây là nhược điểm kĩ thuật lớn của hệ thống silo ở đồng bằng Sông Cửu Long.
Nó làm cho lúa không thể bảo quản dài ngày và giảm chất lượng của lúa được
bảo quản, đặc biệt là vào mùa mưa. Bộ phận tháo liệu phía dưới đáy silo thiết kế
bất hợp lý nên không thể tháo hết lúa ở dưới đáy và không làm sạch được đáy
silo gây tổn thất nhiều nhân công lao động. Hệ thống vận chuyển lúa luân chuyển
giữa các kho chứa chưa hợp lý gây nhiều gãy vỡ hạt trong quá trình làm việc,
luôn để đọng lại một lớp lúa trong suốt chiều dài hệ thống. Vật liệu chế tạo của
hệ thống gàu tải nạp liệu và luân chuyển không đạt chất lượng, mau hao mòn và
hư hỏng.
- Bên cạnh những nguyên nhân kĩ thuật nói trên còn vì nguyên nhân khác như:
trình độ quản lí và kĩ thuật trong việc vận hành silo của các cơ sở, sự thay đổi
quản lí và cung cách làm ăn của các doanh nghiệp qua các thời kì khác nhau. Tác
động của yếu tố thị trường trong lĩnh vực kinh doanh lúa gạo.
Khu vực doanh nghiệp tư nhân
Các cơ sở tư nhân thường không bảo quản lúa mà chỉ bảo quản tạm cho gạo lức
và gạo trắng. Gạo thường được chứa trong các bao tải bằng nhựa PP hay bằng sợi đay
từ 30-50 kg và chất chồng lên nhau trong các nhà kho có mái che, kết cấu bằng thép,
dạng hình vuông. Do mục đích không để chứa lúa mà để chứa gạo, các kho chứa dạng
này thường được xây dựng tại các cơ sở xát trắng và lau bóng gạo thành phần.

14