Nghiên cứu ảnh hưởng cường độ hô hấp của một số giống thóc đến chất lượng thóc bảo quản dự trữ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
-----------------------

ĐỖ THANH DƯƠNG
NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CƯỜNG ĐỘ HÔ HẤP CỦA MỘT SỐ GIỐNG THÓC
ĐẾN CHẤT LƯỢNG THÓC BẢO QUẢN DỰ TRỮ

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
QUẢN TRỊ KINH DOANH

Hà Nội – 2004


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
-----------------------

NGUYỄN NGỌC THẮNG

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CƯỜNG ĐỘ HÔ HẤP CỦA MỘT SỐ GIỐNG THÓC
ĐẾN CHẤT LƯỢNG THÓC BẢO QUẢN DỰ TRỮ

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
QUẢN TRỊ KINH DOANH

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
PGS.TS BÙI ĐỨC HỢI

Hà Nội - 2004

Lời cảm ơn

Trong thời gian nghiên cứu đề tài và làm luận văn thạc sĩ tại Tr-ờng Đại học
Bách khoa Hà Nội tác giả chân thành cảm ơn sự giúp đỡ quí báu, nhiệt tình của
PGS.TS Bùi Đức Hợi, thầy giáo h-ớng dẫn tác giả hoàn thành đề tài này. Tác
giả cũng rất cảm ơn PGS.TS Mai Văn Lề đà có những gợi ý để tác giả tìm tòi
nghiên cứu. Đồng thời tác giả cũng chân thành cảm ơn tập thể Bộ môn l-ơng
thực và công nghệ sau thu hoạch - ViƯn C«ng nghƯ sinh häc & C«ng nghƯ thùc
phÈm, Tr-ờng Đại học Bách khoa Hà Nội đà giúp đỡ, tạo điều kiện để tác giả
thực hiện và hoàn thành luận văn này.
Tác giả


2

Mục lục
Trang
Mở đầu 5
Ch-ơng I : Tổng quan 7
1.1/ Tóm tắt sơ l-ợc về hạt thóc 7
1.1.1/ Sơ l-ợc về cây lúa 7
1.1.2/ Cấu tạo và thành phần hoá học của hạt thóc.
ý nghĩa của chúng trong bảo quản 8
1.1.2.1/ Cấu tạo .8
1.1.2.2/ Các thành phần hoá học của thóc, gạo. 9
1.1.2.3/ ý nghĩa trong bảo quản.. . 10
1.1.3/ Tính chất vật lý của hạt và khối hạt. 10
1.1.3.1/ TÝnh chÊt vËt lý cđa h¹t………………………………………. 11
1.1.3.2/ TÝnh chÊt vËt lý của khối hạt..14

1.1.4/ Các hoạt động sinh lý của hạt trong quá trình bảo quản.. 24
1.1.4.1/ Quá trình hô hấp.24
1.1.4.2/ Quá trình chín sau thu hoạch..27
1.1.4.3/ Quá trình nảy mầm.28
1.1.4.4/ Sự biến vàng của thóc, gạo.29
1.1.4.5/ Quá trình chuyển hoá của protit và lipit trong thóc, gạo30
1.2/ Ph-ơng thức bảo quản thóc trong ngành Dự trữ quốc gia32
1.2.1/ Giới thiệu sơ l-ợc về ngành Dự trữ quốc gia.32
1.2.2/ Công nghệ bảo quản thóc trong ngành Dự trữ quốc gia33
1.2.2.1/ Kho bảo quản 33
1.2.2.2/ Ph-ơng thức nhập kho bảo quản l-ơng thực dự trữ....36


3

1.2.2.3/ Chất l-ợng thóc nhập kho bảo quản dự trữ.38
1.2.2.4/ Ph-ơng pháp bảo quản thóc40
1.2.2.5/ Một số sự cố th-ờng xảy ra trong bảo quản thóc dự trữ..44
1.2.3/ Điều tra đặc điểm khí hậu của khu vực bảo quản thóc
ở miền Bắc.47
1.2.3.1/ Về nhiệt độ48
1.2.3.2/ Độ ẩm49
Ch-ơng II : Nguyên liệu và phương pháp nghiên cứu.54
2.1/ Tuyển chọn giống thóc cho mục đích nghiên cứu...54
2.2/ Xác định c-ờng độ hô hấp của một số giống thóc..56
2.2.1/ Ph-ơng pháp thực hiện.56
2.2.2/ Chuẩn bị mẫu...56
2.2.3/ Dụng cụ và hoá chất.56
2.3/ Xác định một số đặc tính vật lý của giống thóc
lựa chọn nghiên cứu..59

2.3.1/ Độ ẩm của hạt.59
2.3.2/ Độ vỏ của hạt..60
2.3.3/ Độ trắng trong của hạt60
2.3.4/ Dạng, loại hình hạt..61
2.3.5/ Tỉ lƯ t¹p chÊt cđa h¹t………………………………………………61
2.3.6/ Dung träng cđa h¹t………………………………………………..61
2.3.7/ Träng l-ợng 1000 hạt..62
2.3.8/ Độ ẩm cân bằng của hạt..62
2.3.9/ Chuẩn bị các mẫu thí nghiệm..63
2.3.10/ Sử dụng một số công trình đà nghiên cứu.64
Ch-ơng III : Kết quả nghiên cứu và thảo luận65


4

3.1/ ảnh h-ởng của độ ẩm hạt tới c-ờng độ hô hấp..65
3.1.1/ ảnh h-ởng của độ ẩm hạt tới c-ờng độ hô hấp của thóc IR182065
3.1.2/ ảnh h-ởng của độ ẩm hạt tới c-ờng độ hô hấp của thóc X20.67
3.1.3/ ảnh h-ởng của độ ẩm hạt tới c-ờng độ hô hấp
của thóc Nhị -u 63.68
3.1.4/ ảnh h-ởng của độ ẩm hạt tới c-ờng độ hô hấp
của thóc Tạp giao 1...68
3.2/ ảnh h-ởng của nhiệt độ môi tr-ờng bảo quản
tới c-ờng độ hô hấp của hạt..69
3.3/ ảnh h-ởng của chất l-ợng thóc nhập ban đầu
tới c-ờng độ hô hấp của hạt..74
3.3.1/ Thóc có tỉ lệ hạt xanh non tăng lên.74
3.3.2/ Thóc có tỉ lệ tạp chất tăng lên.76
3.3.3/ Thóc có côn trùng gây hại...78
3.3.4/ Thóc có lẫn hạt bị mọc mầm...80

3.4/ ảnh h-ởng của độ ẩm t-ơng đối không khí
tới độ ẩm cân bằng hạt .82
3.5/ ảnh h-ởng của nhà kho bảo quản tới c-ờng độ hô hấp85
3.6/ Kết quả xác định một số thông số kỹ thuật của các giống lúa
đ-a vào nghiên cứu.89
Ch-ơng IV : Kết luận90
Tài liệu tham kh¶o……………………………………………...92
Phơ lơc………………………………………………………………95


5

Mở đầu

Thóc, gạo là nguồn l-ơng thực chính của n-ớc ta. N-ớc ta là n-ớc nông
nghiệp , chiếm tới 80% dân số là các hộ gia đình nông dân. Do ®ã tËp tơc trun
thèng trång lóa n-íc lµ phỉ biÕn ở n-ớc ta. Cây lúa đ-ợc gieo trồng ở khắp mọi
nơi, từ đồng ruộng d-ới đồng bằng đến các thửa ruộng bậc thang trên vùng cao.
Ngày nay n-ớc ta đà có rất nhiều giống lúa đại trà đ-ợc gieo cấy. Một số giống
lúa nội địa đà đ-ợc nghiên cứu và lai tạo để hình thành các giống lúa mới cho
năng suất cao, chất l-ợng tốt, thích nghi với môi tr-ờng và điều kiện canh tác ở
nhiều địa ph-ơng, sau đó đ-ợc các cơ quan khuyến nông phổ biến kỹ thuật và
h-ớng dẫn các hộ nông dân gieo trồng. Ngoài ra có nhiều giống lúa đà đ-ợc nhập
ngoại và thích nghi dần với điều kiện trồng trọt, canh tác của n-ớc ta. Sau đó
chúng đ-ợc lai tạo để cho phù hợp với điều kiện và hoàn cảnh Việt Nam và trở
thành những giống lúa phổ biến đ-ợc cấy trồng hiện nay. Trong đó phải kể đến
rất nhiều giống lúa lai từ Trung Quốc. Tuy nhiên trong quá trình gieo cấy, trồng
trọt và thu hoạch, bảo quản, một số giống lúa lai Trung Quốc cũng bộc lộ một số
yếu điểm nh-: khả năng chống sâu bệnh kém, vỏ mỏng, dễ nứt vỏ, tỉ lệ hạt bạc
phấn cao và đang dần đ-ợc nghiên cứu lai tạo, cải tiến để có đ-ợc chất l-ợng tốt

hơn nữa.
Hiện nay việc tăng năng suất lúa đ-ợc thực hiện bằng cách tạo giống, tuyển
chọn và sử dụng những giống lúa mới có năng suất cao, chất l-ợng tốt, có khả
năng chống chịu đối với sâu bệnh và các điều kiện bất lợi của môi tr-ờng bằng
kỹ thuật di truyền. Đồng thời các biện pháp giảm mức độ hao hụt trong sản xuất
lúa và trong các công đoạn sau thu hoạch, đặc biệt trong các khâu bảo quản, chế
biến cũng đ-ợc đề cao.


6

Thóc sau khi tách khỏi cây lúa vẫn là một cấu tử sống, do đó các hoạt động
sinh lý, sinh hoá của nó vẫn diễn ra bình th-ờng. Thóc hô hấp theo 2 hình thức:
khi có đủ d-ỡng khí thì hô hấp hiếu khí giải phóng ra CO2, n-ớc và nhiệt l-ợng;
còn khi thiếu d-ỡng khí thì chuyển sang hình thức hô hấp yếm khí tạo ra r-ợu,
CO2 và một nhiệt l-ợng nhỏ. Thóc nhập kho dự trữ để bảo quản dài ngày th-ờng
hô hấp hiếu khí và sản sinh ra CO2, n-ớc và nhiệt l-ợng. Nh-ng vấn đề thóc hô
hấp nh- thế nào, có ảnh h-ởng ra sao đến chất l-ợng thóc trong quá trình bảo
quản dự trữ đ-ợc đặt ra trong đề tài này.
Mục tiêu nghiên cứu của đề tài là tìm hiểu ảnh h-ởng của c-ờng độ hô hấp
của một số giống thóc đà nhập kho dự trữ đến chất l-ợng thóc trong quá trình
bảo quản và qua đó có thể đ-a ra giải pháp bảo quản an toàn, hợp lý.


7

Ch-ơng I : Tổng quan

1.1/ Tóm tắt sơ l-ợc về hạt thóc

1.1.1/ Sơ l-ợc về cây lúa :
Cây lúa thuộc họ hoà thảo (Graminae) và có tới trên 20 loại khác nhau. Phổ
biến nhất và có ý nghĩa kinh tế nhất là cây lúa n-ớc (oryza sativa L). Nó là
nguồn l-ơng thực chính của gần một nửa số dân trên thế giới. Lúa đ-ợc trồng
nhiều ở Đông Nam châu á. Về diện tích canh tác thì đứng thứ hai trên thế giới
sau lúa mỳ nh-ng năng suất của lúa n-ớc cao hơn.
Theo nhiều tài liệu thì cây lúa xuất hiện từ hơn 3000 năm tr-ớc công nguyên
ở vùng Đông nam châu á. Tới nay rất nhiều n-ớc trên khắp năm châu đều có
trồng lúa. Lúa n-ớc là loại cây -a nóng và ẩm do đó nó đ-ợc trồng nhiều ở các
châu thổ những con sông lớn thuộc vùng khí hậu nhiệt đới và ôn đới. Tổng sản
l-ợng lúa trên thế giới khoảng 490 triệu tấn/năm, những n-ớc có tổng sản l-ợng
lúa cao là ấn Độ, Thái Lan, Indonesia, Philippin, Việt nam,... (4)
Trong các khẩu phần dinh d-ỡng của các n-ớc châu á, kể cả Việt Nam, gạo
đà cung cấp 40-80% l-ợng calo và cung cấp ít nhất 40% l-ợng protein. So với
protein của các loại hạt ngũ cốc khác, protein của lúa gạo có giá trị dinh d-ỡng
cao vì tính cân bằng của các aminoacid không thể thay thế và vì độ tiêu hoá của
protein này rất cao (có thể lên tới 100%).
Theo tiến sĩ Lampe, nguyên Tổng giám đốc Viện Lúa quốc tế IRRI, trong
ba m-ơi năm tới dự đoán mỗi năm sẽ cần khoảng 870 triệu tấn thóc ch-a xay. Vì
vậy tại nhiều n-ớc ng-ời ta đà đề xuất nhiều ch-ơng trình nghiên cứu liên ngành


8

nhằm cải thiện và nâng cao chất l-ợng lúa gạo, đặc biệt chất l-ợng th-ơng phẩm,
chất l-ợng ăn uống và chất l-ợng dinh d-ỡng của nó.(4)

1.1.2/ Cấu tạo và thành phần hoá học của hạt thóc. ý nghĩa của chúng
trong bảo quản.
1.1.2.1/ Cấu tạo :

Hạt thóc có những bộ phận chính sau : mày thóc, vỏ trấu, vỏ hạt, nội nhũ,
phôi.
a/ Mày thóc:
Tuỳ theo loại thóc và điều kiện canh tác mà mày thóc có độ dài khác nhau,
nói chung độ dài không v-ợt quá 1/3 chiều dài vỏ trấu. Trong quá trình bảo quản,
do cọ sát giữa các hạt thóc khi cào đảo, phần lớn mày thóc bị rụng ra làm tăng
thêm tỉ lệ tạp chất trong thóc.
b/ Vỏ trấu :
Vỏ trấu có tác dụng bảo vệ hạt thóc, chống các ảnh h-ởng xấu của môi
tr-ờng và sự phá hại của sinh vật hại (côn trùng, nấm mốc).Trên mặt vỏ trấu có
các đ-ờng gân và có nhiều lông ráp xù xì. Trong quá trình bảo quản, lông thóc
th-ờng rụng ra do cọ sát giữa các hạt thóc với nhau, làm tăng tỉ lệ tạp chất. Tuỳ
theo loại giống thóc mà vỏ trấu có độ dày và chiếm tỉ lệ khác nhau so với toàn bộ
hạt thóc. Độ dày vỏ trÊu th-êng tõ 0,12-0,15 mm, chiÕm tõ 18-20% so víi khối
l-ợng toàn hạt thóc.
c/ Vỏ hạt :


9

Vỏ hạt là lớp vỏ mỏng bao bọc nội nhũ, có màu trắng đục hoặc đỏ cua. Về
mặt cấu tạo, từ ngoài vào trong gồm có: quả bì, chủng bì và lớp alơrông. Tùy theo
giống lúa và độ chín của thóc mà lớp vỏ hạt này dày hay mỏng. Trung bình lớp
vỏ hạt chiếm 5,6-6,1 % khối l-ợng hạt gạo lật. Lớp alơrông có thành phần cấu
tạo chủ yếu là protit và lipit. Khi xay xát, lớp alơrông bị vụn ra thành cám. Nếu
nó sót lại nhiều trong gạo thì khi bảo quản gạo dễ bị chua và oi khét do cám bị
oxy hoá.
d/ Nội nhũ :
Nội nhũ là phần chính và chủ yếu nhất của hạt thóc. Trong nội nhũ chủ yếu
là gluxit chiếm tới 90%, trong khi đó trong toàn hạt gạo gluxit chỉ chiếm khoảng

75%. Tuỳ theo giống và điều kiện canh tác mà nội nhũ có thể trắng trong, có một
số các giống hạt ngắn nội nhũ th-ờng trắng đục, khi xay xát dễ đớn nát.
e/ Phôi :
Phôi nằm ở d-ới nội nhũ, là bộ phận có nhiệm vụ biến các chất dự trữ trong
nội nhũ thành chất dinh d-ỡng nuôi mộng khi hạt nảy mầm. Phôi chứa nhiều
protit, lipit, vitamin. Tuỳ theo giống và điều kiện canh tác mà phôi to, nhỏ khác
nhau (chiếm 2,2-3% khối l-ợng toàn hạt). Phôi có cấu tạo xốp, nhiều dinh d-ỡng,
hoạt động sinh lý mạnh nên trong quá trình bảo quản dễ bị côn trùng và sinh vật
hại tấn công, khi xay xát phôi th-ờng vụn ra thành cám.
1.1.2.2/ Các thành phần hoá học của thóc, gạo :
Thành phần hoá học của thóc, gạo thay đổi rõ rệt theo giống lúa, chân
ruộng, phân bón, kỹ thuật canh tác, điều kiện thời tiết, thời gian thu hoạch, công
nghệ xay xát,


10

Thành phần hoá học của thóc, gạo gồm: n-ớc, gluxit, protit, lipit, xenlulo,
chất khoáng, vitamin
Bảng thành phần hoá học của các chất trong thóc và sản phẩm từ thóc.(2)
Bảng số 1.1
Tên sản

N-ớc

Gluxit

Protit

Lipit

Xenlulo

Tro

VitaminB1

phẩm

(%)

(%)

(%)

(%)

(%)

(%)

(mg %)

1. Thóc

13,0

64,03

6,69

2,10

8,78

5,36

5,36

2. Gạo lật

13,9

74,46

7,88

2,02

0,57

1,18

1,18

3. Gạo

13,8

77,35

7,35

0,52

0,18

0,54

0,54

4. Cám

11,0

43,47

14,91

8,07

14,58

11,23

11,0

5. Trấu

11,0

36,10

2,75

0,98

56,72

19,61

-

1.1.2.3/ ý nghĩa trong bảo quản :
Hạt thóc trong quá trình bảo quản vẫn là cấu tử sống, do đó vẫn tồn tại các
hoạt động sinh lý, sinh hoá của nó. Do các tính chất cấu tạo của nó gần t-ơng tự
với các loại hạt ngũ cốc khác nên hình thái và ph-ơng pháp bảo quản của chúng
gần nh- nhau. Các loại giống thóc khác nhau có khả năng và điều kiện bảo quản
cũng khác nhau, những giống thóc có vỏ trấu mỏng, vỏ trấu bị hở ít đ-ợc bảo
quản dài ngày trong kho dự trữ. Ngoài ra cũng tuỳ thuộc vào điều kiện canh tác,
giống lúa, thời gian thu hoạch mà ng-ời ta chọn những giống thóc phù hợp để
đ-a vào bảo quản dài ngày ở kho dự trữ.
1.1.3/ Tính chất vật lý của hạt và khối hạt :

1.1.3.1/ Tính chất vËt lý cđa h¹t :


11

a/ Màu sắc và mùi vị :

Mỗi loại hạt ở trạng thái bình th-ờng đều có màu sắc và mùi vị tự nhiên của
nó. Nếu thu hoạch, chế biến và bảo quản không đúng chế độ thì làm cho chất
l-ợng hạt giảm, khi đó màu sắc, mùi vị của hạt cũng thay đổi theo. Ta thấy màu
sắc và mùi vị của hạt là một trong những chỉ số đánh giá chất l-ợng hạt. Th-ờng
ng-ời ta xác định màu sắc hạt bằng cách so sánh với mầu hạt tốt bình th-ờng của
cùng loại giống
Khi hạt đà nảy mầm hoặc có độ ẩm cao đ-a vào bảo quản thì vỏ hạt mất
màu sáng tự nhiên, chuyển sang nhạt màu hoặc có màu đục. Khi sấy quá nhiệt
hoặc hạt bị bốc nóng thì vỏ hạt bị sẫm lại. Nh- vậy tùy theo mức độ h- hỏng của
hạt mà hạt bị chuyển màu.
Với hạt tốt bình th-ờng bao giờ cũng có mùi vị đặc tr-ng. Khi hạt bị mất
mùi đặc tr-ng hay có mùi lạ thì lúc đó chất l-ợng hạt đà bị giảm. Mùi vị lạ do
trong hạt đà xảy ra quá trình phân huỷ các chất hữu cơ hoặc do l-ơng thực đà hấp
thụ hơi của các chất khác. Khi hạt có mùi hôi mốc do nấm mốc phát triển gây
nên. Hạt th-ờng có mùi hôi mốc khi bảo quản l-ơng thực bị ẩm -ớt. Còn nếu hạt
có mùi thối xuất hiện là khi hạt bị mốc nghiêm trọng. Để loại trừ mùi lạ trong
l-ơng thực th-ờng dùng cách rửa sau đó sấy khô. Tuỳ theo mức độ của mùi có
thể dùng một số hoá chất để tách mùi, nh-ng rất khó tách triệt để mùi lạ.
Khi hạt l-ơng thực đà hấp thụ mùi lạ thì sản phẩm chế biến từ l-ơng thực đó
cũng có vị lạ và ảnh h-ởng tới chất l-ợng sản phẩm. Trong bảo quản th-ờng lấy
chỉ số mùi để đánh giá mức độ h- hỏng của hạt. Nếu có mùi nha thì hạt đà bắt
đầu giảm chất l-ợng. Có mùi hơi mốc thì hạt đà h- hỏng t-ơng đối nghiêm trọng.
Nếu hạt có mùi hôi thối thì hạt đà h- hỏng nghiêm trọng, khi đó vỏ hạt bị sẫm
đen. Nh-ng cần chú ý khi đánh giá chỉ số mùi cần phân biệt với mùi của kho, vì


12

khi kho bÞ bÞt kÝn cã mïi tÝch tơ trong kho do quá trình sinh lý của hạt bình
th-ờng gây nên.

Th-ờng xác định mùi của hạt l-ơng thực bằng cảm quan bằng cách so sánh
với hạt tốt bình th-ờng. Cho hạt vào cốc n-ớc nóng 60 0- 70oC, đậy kín, sau 2-3
phút gạn hết n-ớc và ngửi mùi so sánh với mẫu đối chứng.
b/ Kích th-ớc và hình dạng hạt :
Kích th-ớc và hình dạng hạt là một trong những chỉ số đặc tr-ng để phân
loại hạt đồng thời cũng là chỉ số cơ lý áp dụng trong bảo quản và chế biến. Mỗi
loại hạt có các đặc tính thực vật riêng nh- trạng thái nội nhũ, màu sắc, hình dáng
và kích th-ớc,...
Trong chế biến, lợi dụng sự khác nhau về kích th-ớc hạt để chọn lỗ sàng
thích hợp hoặc lợi dụng sự khác nhau về trạng thái bề mặt hạt (nhẵn hay xù xì,
tròn hay dài) để chọn máy phân loại và làm sạch.
Kích th-ớc và hình dạng hạt cũng ảnh h-ởng nhiều tới độ hổng và tính tản
rời của lô hạt.
c/ Độ lớn :
Hạt có độ lớn càng cao thì càng có giá trị vì tỉ lệ nội nhũ nhiều, khi chế biến
thu đ-ợc tỉ lệ thành phẩm cao. Để đánh giá độ lớn của hạt cần căn cứ vào một số
chỉ số nh-: khối l-ợng 1000 hạt, dung trọng, độ đồng đều, độ chắc.
Khối l-ợng 1000 hạt thể hiện độ lớn, độ chắc và độ hoàn thiện của hạt. Khối
l-ợng 1000 hạt càng cao thì hạt càng giá trị (tính theo chất khô).
Dung trọng của khối hạt là khối l-ợng hạt trong một đơn vị thể tích, tÝnh
theo g/l hay kg/m3. Dung träng cµng lín tøc lµ khối l-ợng hạt trong một đơn vị
thể tích càng cao, khi đó hạt to, chắc, hoàn thiện và tỉ lệ néi nhò cao.


13

Dung trọng của hạt phụ thuộc vào một số yếu tố : hệ số dạng cầu, trạng thái
bề mặt hạt, hệ số ma sát, độ ẩm, độ lớn, độ chắc... Hạt càng tròn, bề mặt hạt càng
nhẵn, hệ số ma sát thấp và độ ẩm, độ lớn, độ chắc càng cao thì dung trọng càng
lớn. Nếu hạt bị lẫn nhiều tạp chất nặng thì dung trọng tăng, nếu lẫn nhiều tạp

chất nhẹ thì dung trọng giảm.
Độ lớn của hạt liên quan đến kích th-ớc hạt, hạt có kích th-ớc càng lớn thì
càng to. Kích th-ớc hạt liên quan chặt chẽ với tỉ lệ V/Fh. Hạt nhỏ thì diện tích hạt
lớn hơn so với hạt to, do đó tỉ lệ vỏ của hạt nhỏ nhiều hơn.
Độ đồng đều đặc tr-ng cho mức độ đồng nhất của các hạt trong lô hạt. Để
đánh giá độ đồng đều toàn diện còn phải căn cứ vào cả màu sắc, độ ẩm, khối
l-ợng từng hạt, độ trong và một số chỉ số khác. Thực tế sản xuất th-ờng chỉ xác
định sự giống nhau, khác nhau về kích th-ớc và th-ờng sử dụng ph-ơng pháp
sàng.
d/ Độ trong :
Độ trong là chỉ số đánh giá chất l-ợng hạt thóc. Khi cắt ngang hạt ta thấy
tiết diện cắt có phần trắng trong và phần trắng đục. Để đặc tr-ng phần trong cao
hay thấp dùng thuật ngữ độ trong. Độ trong cao thì độ trắng của hạt cũng cao và
hàm l-ợng protein của hạt cũng cao, độ trong còn liên quan tới thành phần hoá
học của hạt.
Độ trong phụ thuộc loại giống hạt và khí hậu khi cây lúa phát triển, th-ờng
lúa vụ mùa có độ trong cao hơn lúa vụ chiêm. Hạt có độ trong cao khi xay xát
cho tỉ lệ hạt nguyên cao, cơm nở. Theo mức độ trong mà hạt lúa đ-ợc chia thành
3 nhóm : nhóm có độ trong nhỏ hơn 40% là hạt có độ trong thấp, hạt có độ trong
từ 40-60% là có độ trong trung bình, hạt có độ trong trên 60% là có độ trong cao.


14

1.1.3.2/ Tính chất vật lý của khối hạt:
a/ Độ tản rời :
Khối hạt gồm những phần tử rắn gộp lại. Những phần tử rắn đó khác nhau
về hình dạng, kích th-ớc, dung trọng, khối l-ợng 1000 hạt, trạng thái bề mặt,...
do đó khối hạt dễ dàng chuyển dịch, sự chuyển dịch này đ-ợc biểu diễn bằng độ
tản rời.

Khối hạt có độ tản rời cao thì dễ dàng vận chuyển bằng các ph-ơng pháp:
dùng sức gió, gàu tải, băng tải, ống tự tr-ợt,.... Do khối hạt có độ tản rời nên dễ
dàng đổ hạt vào kho ở các dạng khác nhau: kho th-ờng, kho silo, vựa chứa hoặc
các ph-ơng tiện vận chuyển nh- ôtô, tàu hoả, tàu thuỷ. Khi đổ thóc vào kho bằng
thiết bị vận chuyển thì mức độ chứa đầy của kho cũng phụ thuộc vào độ tản rời.
Độ tản rời càng cao thì càng tận dụng đ-ợc dung tích kho. Độ tản rời của thóc
đ-ợc ứng dụng để tính dung l-ợng chứa và sức bền cấu trúc kho. Độ tản rời của
khối hạt đ-ợc đặc tr-ng bằng góc nghiêng tự nhiên và góc tr-ợt.
- Góc nghiêng tự nhiên : khi đổ khối hạt rơi tự do từ cao xuống mặt phẳng
nằm ngang thì khối hạt có hình chóp nón. Góc tạo bởi đ-ờng sinh với mặt phẳng
đáy nằm ngang của hình chóp gọi là góc nghiêng tự nhiên của khối hạt. Về trị số,
góc nghiêng tự nhiên bằng góc ma sát giữa hạt với hạt nên còn gọi là góc ma sát
trong.
- Góc tr-ợt: nếu đổ hạt trên một mặt phẳng ngang làm bằng một vật liệu bất
kỳ, nâng dần một đầu của mặt phẳng lên cho tới khi hạt bắt đầu tr-ợt thì góc giới
hạn giữa mặt phẳng nằm ngang và mặt phẳng tr-ợt gọi là góc tr-ợt. Về trị số, góc
tr-ợt bằng góc ma sát giữa hạt với vật liệu tr-ợt nên còn gọi là góc ma sát ngoài.
Tr-ờng hợp khối hạt thì góc tr-ợt có liên quan và phụ thuộc vào góc nghiêng tự


15

nhiên. Vì vậy khi thiết kế kho hay chế tạo thiết bị cần chú ý tới cả góc nghiêng tự
nhiên và góc tr-ợt.
Góc nghiêng tự nhiên và góc tr-ợt càng lớn thì độ tản rời càng nhỏ và ng-ợc
lại. Độ tản rời của khối hạt phụ thuộc vào các yếu tố sau :
- Hình dáng, kích th-ớc và trạng thái bề mặt hạt.
- Độ ẩm của hạt.
- L-ợng và loại tạp chất trong khối hạt.
Riêng đối với góc tr-ợt còn thêm một yếu tố quan trọng là loại vật liệu và

trạng thái bề mặt vật liệu tr-ợt. Thóc là loại hạt khác dạng hình cầu và bề mặt xù
xì có góc nghiêng tự nhiên và góc tr-ợt lớn. Tạp chất khối hạt càng cao, nếu
nhiều tạp chất hữu cơ thì độ tản rời nhỏ. Độ ẩm khối hạt càng cao thì độ tản rời
càng giảm.
Trong quá trình bảo quản độ tản rời khối hạt có thể thay đổi tuỳ thuộc vào
điều kiện bảo quản. Nếu bảo quản quá lâu hoặc khối hạt bị bốc nóng làm cho
khối hạt bị nén chặt thì độ tản rời cũng giảm.
b/ Tính tự phân lo¹i cđa khèi h¹t :
Trong khèi h¹t cã nhiỊu cÊu tử không đồng nhất, khối hạt lại có độ tản rời
nên khi di chuyển sẽ tạo nên những khu vực hay những lớp có chỉ số chất l-ợng
khác nhau, hiện t-ợng này gọi là tính tự phân loại của khối hạt.
Khi đổ hạt vào kho, tháo hạt ra hay khi chuyên chở, những hạt có khối l-ợng
riêng nhỏ, hạt lép hay tạp chất nhẹ sẽ phân bố ở lớp trên hay xung quanh đống
hạt, còn những hạt chắc có dung trọng lớn và tạp chất nặng nh- đá, sạn sẽ nằm ở
chính giữa và phía d-ới đống hạt. Nguyên nhân chủ yếu gây nên hiện t-ợng này
là do tính chất khí động của các cấu tử. Khi đổ hạt vào kho, các phần tử rơi tự do
trong không gian đều chịu một sức cản nhất định của không khí. Sức cản này đối


16

với các phần tử khác nhau thì khác nhau, nó phụ thuộc vào hình dáng, kích th-ớc,
dung trọng, khối l-ợng 1000 hạt, tốc độ rơi và vị trí các phần tử trong không
gian. Nếu phần tử càng nhẹ, hình chiếu của phần tử trên mặt phẳng thẳng góc với
chiều chuyển dịch càng lớn thì sức cản của không khí càng lớn và phần tử rơi
càng chậm. Ng-ợc lại phần tử có dung trọng lớn sẽ rơi nhanh, rơi thẳng nên tập
trung ở chính giữa khối hạt. Những hạt lép, tạp chất nhẹ và bụi rơi chậm, đồng
thời chuyển động xoáy trong kho nên th-ờng tập trung ở sát t-ờng và 4 góc kho.
Do hậu quả của quá trình tự phân loại làm cho các khu vực khác nhau của
khối hạt có chất l-ợng khác nhau. ở gần t-ờng và các góc kho có nhiều hạt lép,

tạp chất nhẹ và bụi, đồng thời các phần tử này cũng mang theo nhiều vi sinh vật
và độ ẩm cao hơn do đó côn trùng và vi sinh vật dễ phát triển. Chúng phát triển ở
đây tr-ớc rồi lây lan ra các nơi khác trong toàn khối hạt, vì vậy khi nhập kho cần
phải chú ý khắc phục hiện t-ợng này. Khi tháo hạt ra cũng có hiện t-ợng tự phân
loại. Các kho bảo quản l-ơng thực ở n-ớc ta chủ yếu là kho th-ờng không cơ giới
nên hiện nay đang áp dụng biện pháp bắc cầu và đi trên cầu đổ thóc từ trong ra
ngoài. Hiện tại biện pháp này đà khắc phục phần nào tính tự phân loại và làm
giảm độ nén của khối hạt so với không đi trên cầu, nh-ng cần l-u ý khi đổ hạt
càng hạ thấp chiều cao rơi hạt càng tốt.
c/ Độ chặt và độ hổng của khối hạt :
Khối hạt gồm những phần tử rắn, giữa những phần tử rắn là khoảng không
chứa không khí , khoảng không này gọi là độ hổng của khối hạt. Phần thể tích
chiếm bởi hạt và các phần tử rắn khác gọi là độ chặt. Độ chặt và độ hổng tỉ lệ
nghịch với nhau. Trong bảo quản nếu độ chặt tăng thì độ hổng giảm và ng-ợc lại.
Độ chặt và độ hổng của khối hạt phụ thuộc vào hình dạng, kích th-ớc, trạng
thái bề mặt hạt và các phần tử rắn khác, phụ thuộc vào l-ợng và loại tạp chất,


17

ph-ơng pháp nhập kho và thời gian bảo quản. Hạt có vỏ xù xì, hạt dài, có râu thì
độ hổng lớn, tạp chất lớn và nhẹ thì làm giảm độ chặt, tạp chất nhỏ làm giảm độ
hổng.
Hình dạng, kích th-ớc kho và ph-ơng pháp đổ hạt vào kho cũng ảnh h-ởng
nhiều tới độ hổng. Kho lớn thì sức cản của t-ờng ít, sức nén của khối hạt lớn do
đó độ chặt tăng lên. Nếu đổ hạt vào kho mà dẫm lên nhiều hoặc đổ quá cao thì
khối hạt bị nén chặt, độ hổng giảm. Độ hổng ở các khu vực khác nhau thì khác
nhau do tính tự phân loại gây nên. Trong khi bảo quản, độ hổng luôn thay đổi
phụ thuộc vào độ ẩm và thời gian bảo quản. Nếu hạt ẩm thì độ hổng giảm và nếu
bảo quản lâu thì độ hổng cũng giảm. Độ hổng và dung trọng cũng có liên quan

với nhau, hạt có dung trọng lớn thì độ hổng nhỏ.
Độ chặt và độ hổng có ý nghĩa quan trọng trong bảo quản. Nếu khối hạt có
độ hổng cao, không khí dễ chuyển dịch gây nên hiện t-ợng truyền nhiệt đối l-u
và chuyển dịch ẩm. Nếu bảo quản không tốt trong điều kiện độ ẩm và nhiệt độ
không khí cao dễ gây ảnh h-ởng tới chất l-ợng của khối hạt. Nh-ng nếu biết lợi
dụng độ hổng thì có thể áp dụng ph-ơng pháp thông gió tự nhiên hoặc thông gió
c-ỡng bức để giảm nhiệt độ, độ ẩm của khối hạt hoặc xả khí xông hơi diệt trùng.
Trong bảo quản hạt giống, độ hổng có ý nghĩa rất lớn. Nhờ có không khí
trong khối hạt mà hạt hô hấp bình th-ờng, duy trì đ-ợc sự sống. Muốn bảo quản
hạt giống tốt phải đảm bảo độ hổng cao, hạt phải khô, sạch, không đổ hạt cao quá
mức. Tr-ờng hợp bảo quản lâu phải đảo kho hoặc chuyển kho theo định kỳ.
d/ Trở lực của khối hạt :
Trong bảo quản và làm khô hạt phải chú ý tới trở lực của khối hạt. Trở lực là
một trong các thông số cần thiết khi tính toán thông gió và sấy hạt. Trở lực của
khối hạt tăng tỉ lệ thuận với tốc độ dòng khí và tính theo công thức : (1)


18

= 9,806 Ahvn
trong đó : h- chiều dày lớp hạt (mm); v- tốc độ dòng khí đi qua lớp hạt
(m/s); A và n- hệ số phụ thuộc tính chất vật lý của hạt và khối hạt (Với thóc A =
1,76; n = 1,41).
e/ TÝnh hÊp thơ cđa khèi h¹t :
Hạt l-ơng thực có khả năng hút hơi n-ớc và các loại khí gọi là tính hấp thụ
của hạt. Trong điều kiện nhất định hạt cũng có khả năng nhả hơi n-ớc và các khí
ra môi tr-ờng xung quanh. Khối hạt có tính hấp thụ là do 2 yếu tố :
- Hạt có cấu tạo dạng keo và có nhiều mao quản.
- Khối hạt có độ hổng.
Nghiên cứu cấu tạo hạt thấy các chất cấu tạo hạt ở dạng keo nên dễ hấp thụ

hoá học khí và hơi, mặt khác còn do cấu tạo gồm nhiều vi quản và vĩ quản nên dễ
ng-ng tụ mao quản. Quá trình hấp thụ khí và hơi của hạt bao gồm cả hấp thụ, hấp
phụ, ng-ng tụ mao quản và hấp thụ hoá học.
Độ hổng của khối hạt cũng có ảnh h-ởng quyết định tới tính hấp thụ vì nhờ
có độ hổng mà hơi n-ớc hoặc các chất khí có thể xâm nhập vào khối hạt, cả hạt ở
phần ngoài khối và sâu trong khối cũng bị ảnh h-ởng. Xét về mặt ảnh h-ởng tới
chất l-ợng và độ bền bảo quản của l-ơng thực mà phân thành: sự hấp thụ khí và
hơi ; và sự hấp thụ hơi n-ớc.
e.1/ Hấp thụ khí và hơi :
Các chất khí và hơi trong thành phần không khí ở môi tr-ờng bảo quản nhkhí CO2, NH3, hơi các axit hữu cơ và các khí lạ khác đều có khả năng xâm nhập
vào hạt. Sau khi hạt đà hấp thụ thì quá trình làm thoát khí rất khó khăn và hạt
không nhả ra triệt để. Một số tr-ờng hợp có hiện t-ợng hấp thụ hoá học tức là các


19

chất khí bị hấp thụ tác dụng hoá học với các chất trong thành phần của hạt. Lợi
dụng tính hấp thụ này có thể tạo h-ơng thơm cho l-ơng thực bằng cách để l-ơng
thực trong môi tr-ờng có h-ơng thơm. Khi xả khí diệt trùng cũng chú ý tránh
l-ơng thực hấp thụ mùi lạ.
e.2/ Hấp thụ và nhả hơi n-ớc :
Tính hấp thụ hơi n-ớc của hạt có ảnh h-ởng rất lớn tới độ bền bảo quản.
Nếu hạt hút càng nhiều n-ớc thì quá trình trao đổi chất càng mạnh, l-ợng chất
khô tổn hao càng nhanh, ngoài ra độ ẩm cao tạo điều kiện tốt cho vi sinh vật, côn
trùng phát triển.
Để vận dụng tính hút ẩm của l-ơng thực trong bảo quản th-ờng dùng khái
niệm độ ẩm cân bằng. ứng với áp suất hơi n-ớc riêng phần và nhiệt độ nhất định
của không khí thì l-ơng thực sẽ hút một l-ợng n-ớc nhất định để đạt tới trạng
thái cân bằng. Độ ẩm của l-ơng thực ở trạng thái cân bằng gọi là độ ẩm cân
bằng.

Gọi Ph- áp suất hơi riêng trên bề mặt hạt; Pkk- áp suất hơi riêng của không
khí ; khi Pkk> Ph thì hạt sẽ hút hơi n-ớc, khi Pkk< Ph thì hạt sẽ nhả hơi n-ớc và khi
Pkk = Ph thì độ ẩm hạt ở trạng thái cân bằng. Nếu nhiệt độ không đổi thì sự phụ
thuộc giữa độ ẩm hạt và độ ẩm của không khí đ-ợc biểu thị ở dạng đẳng nhiệt.
Độ ẩm của không khí thay đổi theo thời tiết vì vậy nếu kho bảo quản cách
ẩm kém thì độ ẩm của l-ơng thực cũng thay đổi theo. Độ ẩm của không khí tăng
thì độ ẩm cân bằng của l-ơng thực tăng nh-ng không đều. Căn cứ đồ thị khảo sát
cho thấy khi độ ẩm t-ơng đối của không khí RH vào khoảng 75- 80% thì độ ẩm
cân bằng của hạt Wcb khoảng 15-17%, nh-ng khi RH v-ợt quá 80% thì Wcb tăng
rất nhanh, và khi RH đạt 100% thì độ ẩm cân bằng tăng gần gấp đôi. Nh- vậy
quá trình hút Èm cđa h¹t gåm 4 d¹ng : hÊp thơ, hÊp phụ, ng-ng tụ mao quản và


20

hấp thụ hoá học, trong đó chủ yếu là hấp thụ và ng-ng tụ mao quản. Khi độ ẩm
t-ơng đối của không khí d-ới 80% thì qúa trình hút n-ớc toả nhiệt nhiều chứng
tỏ do sự hấp thụ của các phần tử keo hình thành dạng hydrat . Khi độ ẩm t-ơng
đối của không khí trên 80% thì quá trình hút n-ớc của hạt thoát nhiệt ít chứng tỏ
quá trình ng-ng tụ mao quản là chủ yếu nên độ ẩm của hạt tăng rất nhanh. L-ợng
ẩm ng-ng tụ mao quản này do lực liên kết yếu nên không bền, dễ dàng dịch
chuyển trong mỗi hạt hay toàn khối hạt làm cho hoạt động sinh lý của hạt tăng
lên. L-ợng n-ớc ng-ng tụ mao quản còn gọi là n-ớc tự do. Do n-ớc tự do dễ dịch
chuyển nh-ng độ ẩm của khối hạt không bao giờ có sự san bằng, nên độ ẩm của
khối hạt không đồng nhất.

Hình 1.1 : Đồ thị biểu diễn độ ẩm cân bằng của hạt phụ thuộc vào độ ẩm
t-ơng đối không khí. (1)

21

ở quá trình hấp thụ của hạt bao giờ cũng có hiện t-ợng trễ nghĩa là đ-ờng
đẳng nhiệt hấp thụ không trùng với đ-ờng đẳng nhiệt nhả ẩm , vì vậy ở cùng độ
ẩm t-ơng đối không khí thì độ ẩm của loại hạt xác định theo đẳng nhiệt hấp thụ
bao giờ cũng thấp hơn đẳng nhiệt nhả ẩm khoảng 1,2-1,3%. Độ ẩm cân bằng của
hạt ngoài phụ thuộc vào độ ẩm t-ơng đối của không khí còn phụ thuộc vào nhiệt
độ và thành phần hoá học.
Độ ẩm cân bằng của gạo lớn hơn của thóc vì gạo đà đ-ợc tách vỏ trấu còn
lại nội nhũ, trong nội nhũ chủ yếu là tinh bột và protein là thành phần hút n-ớc
chính của hạt. Vỏ trấu cấu tạo chủ yếu là xenluloza do đó hút n-ớc rất ít. Nhiệt
độ cũng ảnh h-ởng đáng kể tới độ ẩm cân bằng của hạt. Qua nghiên cứu của
nhiều tác giả cho thấy khi nhiệt độ giảm thì độ ẩm cân bằng của hạt tăng và
ng-ợc lại.
f/ Sự phân bố ẩm của khối hạt :
Sự phân bố ẩm không đều trong khối hạt có chỗ độ ẩm cao, có chỗ độ ẩm
thấp là nguyên nhân ảnh h-ởng tới độ bền bảo quản l-ơng thực. Nguyên nhân
gây ra hiện t-ợng này là :
- Sự phân bố ẩm không đều trong từng hạt. Thành phần hoá học và cấu tạo
thành phần của hạt khác nhau nên khả năng hút và giữ n-ớc cũng khác nhau.
Phôi là phần hút ẩm nhiều nhất nên độ ẩm của phôi bao giờ cũng cao hơn vỏ và
nội nhũ.
- Hạt có độ ẩm lớn và độ mảy khác nhau thì khả năng hút n-ớc cũng khác
nhau. Hạt nhỏ và lép có tỉ lệ phôi lớn hơn hạt to và chắc nên hút ẩm nhiều hơn.
Hạt tróc vỏ hoặc bị gẫy nát cũng hút ẩm nhiều hơn do bề mặt hấp thụ tăng.


22

- Khi bảo quản ảnh h-ởng của độ ẩm không khí bên ngoài không tác động

tới toàn bộ khối hạt mà chỉ ảnh h-ởng tới lớp bề mặt do đó khi độ ẩm không khí
thay đổi thì độ ẩm bề mặt cũng thay đổi theo.
- Hoạt động sinh lý của các cấu tử trong khối hạt cũng làm chênh lệch độ
ẩm, hạt cỏ dại, hạt lép, hạt xanh non hô hấp mạnh hơn hạt bình th-ờng, đồng thời
những chỗ đó tích tụ nhiều vi sinh vật và sâu mọt nên làm cho hạt bị ẩm hơn.
- Do sự thay đổi nhiệt độ dẫn tới sự dịch chuyển ẩm. Nguyên nhân thay đổi
nhiệt độ là do thời tiết hoặc do hoạt ®éng sinh lý cđa c¸c cÊu tư ë c¸c khu vực
khác nhau trong khối hạt. Nhiệt th-ờng truyền từ nơi nhiệt độ cao đến nơi nhiệt
độ thấp đồng thời kèm theo dịch chuyển ẩm.
- Do trạng thái của kho nếu cách ẩm, cách nhiệt kém cũng gây nên dịch
chuyển ẩm trong khối hạt.
Vì vậy để khắc phục hiện t-ợng phân bố ẩm không đều của khối hạt cần
thực hiện đúng qui định khi xuất, nhập, chế độ bảo quản và yêu cầu về cấu trúc
kho, chú ý tới ảnh h-ởng của nhiệt độ và độ ẩm môi tr-ờng. Đặc biệt l-u ý tới
khả năng kín của kho chứa bảo quản.
g/ Tính chất lý nhiệt của khối hạt :
Tỷ nhiệt, độ dẫn nhiệt độ và độ dẫn nhiệt ẩm là những tính chất lý nhiệt
quan trọng của khối hạt. Các tính chất này đặc tr-ng cho quá trình trao đổi nhiệt
và trao đổi khí trong khối hạt bằng đối l-u và truyền trực tiếp.
Tỷ nhiệt của hạt là l-ợng nhiệt cần thiết để đốt nóng 1 kg hạt lên 1 oC, xác
định theo công thức: (1)

C = CNK + Cn

W
100


23

trong đó: CNK- tỷ nhiệt của hạt khô tuyệt đối ,
Cn - tû nhiƯt cđa n-íc,
W - ®é Èm cđa hạt, %.
Độ dẫn nhiệt độ đặc tr-ng cho tốc độ thay đổi nhiệt độ của vật thể hay còn
gọi là tính ỳ nhiệt. Đối với hạt, hệ số dẫn nhiệt độ đặc tr-ng cho tốc độ đốt nóng
hay làm nguội hạt, xác định theo công thức : (1)

a=

, m2/h

C.
trong đó:
- hệ số dẫn nhiệt của hạt (kcal/m.h0C),
C- tỷ nhiệt riêng (kcal/kg0C),
- khối l-ợng riêng của hạt (kg/m3).
Hệ số dẫn nhiệt ®é cđa h¹t rÊt bÐ, tÝnh ú nhiƯt cđa h¹t rất lớn tức là hạt nóng
lên hay nguội đi rất chậm. Tính chất dẫn nhiệt độ của hạt thấp có cả mặt tốt và
mặt xấu. Mặt tốt là do khối hạt nóng lên chậm và dẫn nhiệt kém nên ảnh h-ởng
của nhiệt độ bên ngoài vào khối hạt chậm. Có thể lợi dụng tính chất này để mùa
đông quạt không khí lạnh vào kho. Mặt xấu thể hiện khi khối hạt bị đốt nóng thì
làm nguội khó khăn. Trong khối hạt có vi sinh vật và côn trùng phát triển mạnh,
thải nhiệt nhiều, nhiệt không thoát ra, tích tụ dần sẽ gây nên quá trình tự bốc
nóng. Vào thời điểm giao mùa, khi nhiệt độ lớp bề mặt đống hạt thay đổi theo
nhiệt độ ngoài trời nh-ng nhiệt độ đống hạt thay đổi chậm, dễ gây nên hiện t-ợng
ng-ng tụ hơi n-ớc trên lớp bề mặt khối hạt, xảy ra tình trạng đọng s-ơng lớp mặt.