Sử dụng tia hồng ngoại trong quá trình bảo quản thóc

SỬ DỤNG TIA HỒNG NGOẠI<br /> TRONG QUÁ TRÌNH BẢO QUẢN THÓC<br /> USE INFRARED RAYS IN RICE PRESERVATION<br /> <br /> <br /> LÊ VĂN HOÀNG<br /> Trường Đại học Bách Khoa, Đại học Đà Nẵng<br /> <br /> <br /> TÓM TẮT<br /> Trong quá trình nhập kho, độ ẩm của thóc không đồng nhất. Với tình hình kho tàng hiện tại,<br /> việc bảo quản lâu ngày thường dẫn đến xuất hiện nhiều loại côn trùng, vi sinh vật. Những tổn<br /> thất do côn trùng và vi sinh vật trong điều kiện vượt độ ẩm cho phép của thóc bảo quản là rất<br /> lớn. Nhưng nếu khối hạt bảo quản được xử lí bằng bức xạ hồng ngoại thì không những côn<br /> trùng bị tiêu diệt gần như tuyệt đối, độ ẩm khối hạt nhanh chóng đạt độ ẩm bảo quản cho<br /> phép mà chất lượng của khối hạt cũng được bảo giữ tối đa.<br /> ABSTRACT<br /> As rice is stored in warehouses, its humidity is often homogeneous. Under the current<br /> warehouses’ conditions, the long-term preservation usually leads to the appearance of various<br /> kinds of insects and microorganisms. The insects and microorganisms that live in the<br /> environment with extremely high humidity will damage rice a lot; however, this will not happen<br /> if the rice is preserved with infrared rays. Besides, infrared rays can not only destroy insect<br /> nearly completely but also help the rice get the standard humidity and the best quality.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 1. Giới thiệu<br /> Nhiệm vụ cơ bản trong lĩnh vực bảo quản lương thực hiện nay là tăng cường các quá<br /> trình công nghệ, bảo giữ chất lượng và ứng dụng các dây chuyền công nghệ được trang bị các<br /> phương tiện để điều chỉnh việc tự động hóa các quá trình. Sử dụng tia hồng ngoại để bảo giữ<br /> chất lượng lương thực trong quá trình bảo quản là hướng có triển vọng để áp dụng rộng rãi<br /> trong kĩ thuật bảo quản hiện tại.<br /> Lúa nhập kho thường có độ ẩm không đồng nhất, bảo quản không đúng qui chuẩn dẫn<br /> đến xuất hiện nhiều sâu mọt, vi sinh vật dẫn đến tổn thất lớn.<br /> Mục tiêu của bài báo nghiên cứu kĩ thuật sấy bằng bức xạ hồng ngoại trong quá trình<br /> bảo quản lương thực nhằm hạn chế tối đa sự tổn thất về chất và lượng cuả thóc.<br /> <br /> 2. Nguyên liệu và phương pháp nghiên cứu<br /> 2.1. Nguyên liệu<br /> Thóc thí nghiệm lấy trong kho bảo quản ở Chi cục dự trữ Điện bàn có độ ẩm 14,5%,<br /> độ nứt 6%.<br /> 2.2. Phương pháp nghiên cứu<br /> - Xác định hạt rạn nứt, mật độ côn trùng, sức nẩy mầm và khả năng nẩy mầm theo 10<br /> TCVN 136-90.<br /> - Nguồn bức xạ được sử dụng để nghiên cứu là loại đèn BGW.<br /> - Xác định trường nhiệt độ bằng nhiệt kế.<br /> - Độ ẩm được xác định bằng máy KETT, MODEL J311 với độ chính xác 0,1%.<br /> - Nhiệt độ sản phẩm sấy được đo bằng nhiệt kế điện tử Hydrometer do Nhật sản xuất<br /> với sai số 1%.<br /> 3. Kết quả và thảo luận<br /> 3.1. Nghiên cứu ảnh hưởng khoảng cách chiếu tới trường nhiệt độ đều<br /> Các số liệu được trình bày ở hình 1.<br /> 0<br /> C<br /> 70<br /> 60<br /> 50<br /> h h<br /> 40<br /> 30<br /> 20 Trường nhiệt độ<br /> 10<br /> 0<br /> 250 270 290 310 330 350<br /> Khoảng cách, mm<br /> Hình 1. Ảnh hưởng của khoảng cách (h) tới trường đều của nhiệt độ<br /> <br /> <br /> Trên đồ thị thấy rằng tăng khoảng cách từ 250 mm đến 350 mm dẫn đến làm giảm<br /> trường đều của nhiệt độ từ 680C đến 470C (68, 63, 55, 52, 50 và 470C).<br /> <br /> 3.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của bức xạ hồng ngoại tới độ nứt và độ nẩy mầm của<br /> hạt thóc<br /> Để duy trì đều trường nhiệt độ trong quá trình chiếu, chúng tôi thực hiện phương pháp<br /> chiếu có đối lưu không khí (tốc độ 1,14-1,24 m/s).<br /> - Ảnh hưởng của bức xạ đến độ nứt của hạt lúa. Kết quả thực nghiệm được trình bày<br /> trên hình 2.<br /> <br /> <br /> 10<br /> Độ nứt, %<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 8 1- h=250 mm<br /> 1 2<br /> 2- h=290 mm<br /> 3- h=330 mm<br /> 6<br /> 3 4 4- h= 350mm<br /> 4<br /> <br /> 2<br /> <br /> <br /> 0 5 10 15 20 25 30<br /> Thời gian chiếu, ph<br /> Hình 2. Ảnh hưởng của khoảng cách chiếu (h) và thời gian chiếu đến<br /> độ nứt hạt thóc (bề dày lớp thóc 1 cm)<br />  Nhận xét: Thời gian chiếu càng lâu, khoảng cách chiếu càng ngắn, thì độ nứt càng<br /> tăng. Ở khoảng cách 250 mm chỉ sau thời gian chiếu 30 phút độ nứt của thóc tăng từ 6 đến<br /> 9,8%, điều này bất lợi khi chế biến xay xát gạo. Với khoảng cách 350 mm, sau 30 phút chiếu<br /> độ nứt tăng từ 3,5% (9,5-6), nhưng hàm ẩm thay đổi không đáng kể, phải kéo dài thời gian<br /> sấy để đạt độ ẩm cân bằng trong quá trình bảo quản. Chọn khoảng cách 330 mm là hợp lí vì<br /> nhiệt độ tác động đến bề mặt của hạt dưới 500C, chỉ cần chiếu 10-15 phút độ ẩm của hạt đạt<br /> độ ẩm cân bằng (tương ứng với ϕ=70%), độ nứt chỉ tăng 0,7 (6,7-6) đến 0,9% (6,9-6).<br /> - Nghiên cứu ảnh hưởng độ dày lớp hạt đến độ nứt. Điều kiện nghiên cứu được tiến<br /> hành: khoảng cách 330 mm, trường nhiệt độ chiếu 49-500C. Các số liệu thực nghiệm được<br /> trình bày trên hình 3.<br /> 10<br /> Độ nứt %<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> h= 330 mm<br /> 8 t0 = 49-500C<br /> tchiếu= 15 phút<br /> 6<br /> <br /> 4<br /> <br /> 2<br /> <br /> <br /> 1 2 3 4<br /> Độ dày, cm<br /> Hình 3. Ảnh hưởng bề dày lớp hạt đến độ nứt của<br /> <br /> Độ dẫn nhiệt của thóc thấp (λ= 0,106 W/m.0C) cho nên khi độ dày lớp hạt tăng thì<br /> nhiệt độ lớp dưới tăng chậm, vì vậy hạt ở các lớp càng dày ít bị nứt hơn. Tăng bề dày từ 1 cm<br /> 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<br /> nghệ sấy (năng suất, thời gian và độ sấy đều).<br /> - Nghiên cứu ảnh hưởng của bức xạ hồng ngoại đến tỉ lệ nẩy mầm của hạt.<br /> Kết quả thực nghiệm được trình bày ở bảng 1.<br /> <br /> Bảng 1. Ảnh hưởng của thời gian chiếu xạ đến tỉ lệ nẩy mầm, %<br /> (Bề dày lớp hạt 1 cm).<br /> <br /> Thời gian Tỉ lệ nẩy Trường nhiệt độ, 0C<br /> chiếu, ph mầm %<br /> 0 87 Suốt quá trình chiếu<br /> 5 87 không thay đổi, 49-500C.<br /> 10 86<br /> 15 85<br /> 20 79<br /> 25 76<br /> 30 71<br />  Nhận xét: Trong 15 phút chiếu đầu tiên tỉ lệ nẩy mầm có giảm nhưng không đáng kể<br /> (khoảng 2%), nhưng kéo dài thời gian chiếu thì tỉ lệ nẩy mầm giảm nhiều (sau 30 phút giảm<br /> 16%). Điều này cần lưu ý khi dùng bức xạ hồng ngoại để bảo quản giống.<br /> <br /> 3.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian chiếu đến mật độ côn trùng<br /> Mẫu thóc thí nghiệm là mẫu thóc có nhiễm côn trùng, mật độ 62 con/ kg, được lấy<br /> trong kho bảo quản ở Điện bàn, bề dày lớp hạt thí nghiệm là 1 cm, trường chiếu 49-500C. Thí<br /> nghiệm được tiến hành với nhiều mẫu, mỗi mẫu chiếu trong khoảng thời gian khác nhau.<br /> Kết quả thí nghiệm được trình bày trên hình 4.<br /> Hầu hết các loại mọt 70<br /> <br /> <br /> Mật độ côn trùng, com/kg<br /> gạo đều có vỏ bọc ngoài màu<br /> 60<br /> xám đến nâu thẫm, nên rất dễ<br /> dàng hấp thụ tia hồng ngoại vì 50<br /> vậy chúng nhanh chóng bị đốt 40<br /> nóng và chỉ trong vòng 10 phút<br /> 30<br /> đầu đã bị chết khoảng 75%.<br /> Tiếp tục chiếu thêm 5 phút số 20<br /> côn trùng hầu như không còn 10<br /> sống. Điều này chứng tỏ ưu thế<br /> của bức xạ hồng ngoại vào lĩnh 0 5 10 15 20<br /> vực loại trừ côn trùng trong quá<br /> Thời gian chiếu, ph<br /> trình bảo quản lương thực.<br /> Hình 4.Ảnh hưởng của thời gian chiếu<br /> 4. Kết kuận đến mật độ côn trùng<br /> Sự tác động của trường<br /> nhiệt độ đều 49-500C của bức xạ hồng ngoại trong 15 phút không chỉ duy trì được độ ẩm cho<br /> phép của thóc bảo quản mà còn giữ được chất lượng của thóc giống (tiêu diệt côn trùng, tỉ lệ<br /> nẩy mầm của lúa và độ nứt của gạo giảm không đáng kể)<br /> <br /> <br /> <br /> TÀI LIỆU THAM KHẢO<br /> <br /> [1] Asselbergs E.A., Mohr W.P., kemp I.G, Studies on the application of infrared in food<br /> processing, Food Technol. 14, №9, 1960.<br /> [2] Воробъев П.Н., Опыт применения инфракрасных лучей для дезинсекции сушки<br /> зерна и крупы, Сообщения и рефераты вниз, 1983.<br /> [3] ГИНЗБУРГ А.С., Инфракрасная техника в пищевой промышленности,<br /> Москва,1966, Издателъство “Пищевой промышленность”.<br /> [4] Стародубцева А.Н., Практикум по хранению зерна, Москва во “Агропромиздат”<br /> 1987.<br />