GIÁO TRÌNH KỸ THUẬT BẢO QUẢN NÔNG SẢN - CHƯƠNG 3 docx

Bảo quản thoáng là để khối hạt trực tiếp tiếp xúc với không khí ngoài trời, nhằm đảm bảo độ ẩm và nhiệt độ khối hạt thích hợp, đồng thời có thể điều chỉnh được hai thông số trên trong nh

Chương 3

CÁC PHƯƠNG PHÁP BẢO QUẢN NÔNG SẢN

3.1 BẢO QUẢN NÔNG SẢN Ở TRẠNG THÁI THOÁNG

Bảo quản thoáng là để khối hạt trực tiếp tiếp xúc với không khí ngoài trời, nhằm đảm bảo độ ẩm và nhiệt độ khối hạt thích hợp, đồng thời có thể điều chỉnh được hai thông

số trên trong những điều kiện cụ thể, đảm bảo an toàn cho khối hạt bảo quản ở trạng thái thoáng cần phải có hệ thống kho vừa thoáng lại vừa có thể kín Trường hợp độ ẩm và nhiệt

độ ngoài trời thấp, có thể dùng không khí ngoài trời thổi vào khối hạt để giảm nhiệt độ và

độ ẩm của hạt Khi nhiệt độ và độ ẩm không khí cao hơn trong kho, ta cần đóng kín cửa kho nhằm tránh không khí nóng ẩm bên ngoài xâm nhập vào kho Phương pháp thông gió này chia làm hai loại: Thông gió tự nhiên và thông gió cưỡng bức

3.1.1 Thông gió tự nhiên

hạ độ ẩm khối hạt xuống bớt đi 1% Để có thể thông gió tự nhiên không khí ngoài trời phải

có nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ khối hạt (kể cả độ ẩm không khí) Do chênh lệch áp suất không khí bên ngoài lưu thông vào kho mang theo nhiệt và hơi ẩm ra ngoài Trường hợp trời mưa không được dùng phương pháp này Cần lưu ý nhiệt độ đọng sương của không khí trong kho phải thấp hơn không khí ngoài kho tránh ngưng tụ nước vào khối hạt Đầu tiên

mở cửa kho cho không khí bên ngoài thổi vào, sau đó mở cửa hai bên kho và cuối cùng mở cửa kho không khí thoát ra ngoài Phương pháp mở cửa này làm cho nhiệt độ và độ ẩm trong kho thay đổi đột ngột

3.1.2 Thông gió cưỡng bức

Đây là phương pháp tốt nhất để giữ cho sản phẩm có chế độ nhiệt, ẩm thích hợp, nâng cao chất lượng bảo quản sản phẩm Đối với kho silô bắt buộc phải dùng phương pháp này Không khí thổi vào kho phải đáp ứng các yêu cầu sau:

điều kiện cho quá trình hô hấp mạnh (có hại) và vi sinh vật phát triển

Để thông gió cưỡng bức cho khối hạt ta phải dùng quạt, quạt tạo cho luồng gió có

áp suất lớn, xua không khí trong khoảng trống giữa các hạt thoát ra mang theo nhiệt và ẩm Lượng không khí cung cấp riêng tính theo công thức:

Q q G

G - Khối lượng lô hạt (Tấn)

Bảng 3.1. Lượng cung cấp không khí riêng và chiều cao lớp hạt phụ thuộc độ ẩm hạt

Độ ẩm của

hạt

(%)

Lượng cấp khí riêng tối thiểu

Chiều cao tối

đa của lớp hạt (m)

Độ ẩm của hạt (%)

Lượng cấp khí riêng tối thiểu

Chiều cao tối

đa của lớp hạt (m)

18 40 2,5 24 120 1,5

20 60 2,0 26 160 1,5

Bảng 3.2. Lượng cấp khí riêng và thời gian quạt giảm ẩm phụ thuộc độ ảm của thóc

Đồ thị (hình 3.1) cho ta ảnh hưởng của độ ẩm hạt tới lượng không khí tối thiểu cần

thiết phải quạt Từ đó xác định được lượng không khí, khi biết độ ẩm hạt

Hình 3.1. Lượng không khí tối thiểu cần thiết phải quạt phụ thuộc độ ẩm hạt

Độ ẩm của hạt

Trường hợp độ ẩm không khí cao nên đốt nóng không khí trước khi quạt nhằm giảm

Phương pháp thổi cưỡng bức minh hoạ trên (hình 3.2) Hệ thống quạt thông gió cưỡng bức khối hạt chia thành ba loại: loại di động, nửa di động và loại cố định

Loại cố định gồm quạt và hệ thống rãnh phân phối gió cố định ở nền kho Hệ rãnh

cố định lại gồm hệ rãnh chìm và nổi Hệ rãnh chìm xây dựng dưới mặt sàn Không khí thổi

từ ngoài vào theo rãnh, qua lớp ván có khe hở, phân bố đều lên khối hạt

Hình 3.2. Sơ đồ quạt không khí vào khối hạt

1 - Dòng khí thẳng đứng 2 - Dòng khí ngang 3 - Dòng khí phối hợp

Hệ thống rãnh nổi bao gồm các hộp bằng gió đặt trên nền kho Không khí qua loa phân gió vào hộp phân gió rồi phân bố đều trên khối hạt

Hệ thống thông gió di động gồm quạt và ống phân gió không đặt cố định trong mỗi kho Khi cần thông gió cho đống hạt nào thì cắm ống phân gió vào đống hạt và cho quạt hoạt động Kết thúc lại di chuyển sang kho khác Tuy còn hoạt động thủ công nhưng trong hoàn cảnh nước ta vẫn còn có tác dụng

Hình 3.3. Sơ đồ thông gió và làm nguội khối hạt di động

Quạt làm

việc theo

cách đẩy

Quạt làm việc theo cách hút

Trong thời kỳ mùa lạnh từ tháng 11 đến tháng 3 Nhiệt độ ngoài trời thấp từ 12 ÷ 250C,

Hình 3.4. Sơ đồ bố trí quạt hút và đẩy

Bảng 3.3. Diễn biến nhiệt độ khối hạt khi thông gió ở kho A 1 Thổ Tang

Thời

gian

quạt (h)

Nhiệt độ

trung

bình không

Trước

khi quạt

31,5

Độ giảm

nhiệt độ

Trong kho silô thường áp dụng hai phương pháp thông gió: thông gió nằm ngang và thẳng đứng

pháp này không chỉ thông gió theo một chiều mà còn có thể tiến hành tuần hoàn theo chiều thuận nghịch Nhờ con chặn có thể thay đổi vị trí thông gió ở khu vực này hoặc khu vực khác theo chiều cao phụ thuộc nhu cầu cần thông gió

Nguyên tắc làm việc của hệ thống như sau:

Không khí có áp từ quạt qua ống3 có thể dẫn tới rãnh bên 1 hoặc 2 phụ thuộc vào vị trí của cửa 4 Trường hợp hình vẽ, không khí vào rãnh bên 1 (rãnh bên 2 đóng cửa), xâm nhập vào khối hạt qua cửa 5 và thoát ra ở rãnh 2 đi ra ngoài qua ống 6 Con chặn 7 dùng để điều chỉnh vị trí cần phải chắn, thông gió vào vùng cần thiết do người sử dụng yêu cầu

và thoát ra ngoài Mỗi ngăn thông gió có bộ phận tiếp nhận không khí 1 bố trí ở cạnh đáy kho Khí thoát ra khỏi khối hạt gom vào ống 2 và xả ra ngoài trời Quạt hút 3 bố trí ở trên nhằm tạo độ chênh áp suất giữa phía trên và phía dưới khối hạt Khi quạt làm việc, không khí bên ngoài đi vào qua cửa 1, luồn qua khối hạt và thoát ra ở cửa 4

Hình 3.5 Thông gió nằm ngang Hình 3.6 Thông gió thẳng đứng

3.2 PHƯƠNG PHÁP BẢO QUẢN HẠT Ở TRẠNG THÁI KÍN

nguyên tắc đình chỉ sự trao đổi không khí giữa nông sản và môi trường bên ngoài Bảo quản kín là bảo quản trong điều kiện thiếu ôxy, nhằm hạn chế hô hấp của hạt, hoặc nạp vào kho một thứ khí khác rồi đóng kín lại

trình hô hấp Quá trình hô hấp của hạt đã khảo sát ở phần trước Bảo quản hạt bằng phương pháp kín có ưu điểm:

khối hạt Không khí ngoài trời không xâm nhập, nên độ ẩm không tăng nhiều

không xảy ra, tuy nhiên độ axit trong hạt vẫn tăng vì vẫn còn hô hấp yếm khí

Tuy nhiên bảo quản kín không dùng để bảo quản hạt giống Để giảm lượng ôxy ta

có thể thực hiện bằng các biện pháp sau:

Trong giai đoạn đầu còn nhiều ôxy, hoạt động sống vẫn mạnh nên làm thay đổi chất lượng hạt, sau đó giảm dần

nhiệt, làm giảm nhiệt độ khối hạt

quản hạt có độ ẩm cao (>16%), tính chất của hạt sẽ thay đổi Dưới đây khảo sát một số yếu

tố sau:

Trường hợp thành phần không khí giữa khoảng trống các hạt, có độ ẩm tương đối > 70%,

ngay khi không có ôxy mà chỉ ở trạng thái tĩnh (không hoạt động) Sau khi loại bỏ ôxy, nếu

O 2

O 2

Ngày

Hình 3.7. Tạo khí CO 2 trong silô thép kiểu hàn,

dung tích 10tấn với lúa mì độ ẩm 17, 19 và

23%

Hình 3.8. Hàm lượng CO 2 trong silô thép công nghiệp liên kết bu lông khi bảo quản đại mạch có độ ẩm 18 ÷ 20% hoặc 20 ÷

22%

đáng kể, sau đó giảm về mùa thu và mùa đông, và không có hiện tượng tự bốc nóng Đa số nghiên cứu cho thấy, dao động nhiệt độ ngày đêm chỉ có ảnh hưởng ở một số centimet lớp ngoài của hạt Nhiệt độ hạt gần thành silô giảm nhanh hơn khối hạt chính, tạo thành gradient nhiệt độ ảnh hưởng tới độ ẩm hạt

Hình 3.9. Sự thay đổi nhiệt độ hạt đại mạch độ ẩm 18 ÷ 22% ở tâm silô kim loại dung tích 60tấn

Hình 3.10. Sự thay đổi nhiệt độ ở tâm silô bằng polyvinylclorit

khi bảo quản đại mạch độ ẩm 19%

1 - Nhiệt độ môi trường (hoặc thành silô) 2 - Silô polyvinylclorit

Ngày

- Độ ẩm: Thường mong muốn độ ẩm của hạt không đổi, tuy nhiên người ta nhận thấy độ ẩm của hạt ở lớp trên và sát thành silô tăng, do độ ẩm tương đối không khí trong khoảng trống giữa các hạt, bởi vì lớp ngoài của hạt được làm lạnh nhanh hơn lớp hạt chính

(Bảng 3.4)

Bảng 3.4. Độ ẩm hạt đại mạch trong silô mềm

Lớp

ngang

Hàng đứng

I II III IV V Thứ 6

Thứ 1

(dưới)

Ghi chú: ∗ - Số trên mỗi cặp: độ ẩm (%) khi silô nạp đầy Số dưới: khi xả hạt khỏi silô

∗∗ - Lớp trên ở tâm bảo vệ bằng bao, do đó nhiệt độ hạt ít thay đổi so với bề mặt còn lại

đánh giá sự hư hại của hạt Khả năng sống của hạt giảm nhanh trong điều kiện bảo quản không thuận lợi Thiếu ôxy khi bảo quản kín làm giảm sự nẩy mầm của hạt Mức độ khả năng sống phụ thuộc vào nhiệt độ và độ ẩm của hạt Nhiều nghiên cứu cho thấy khả năng nẩy mầm giảm tới 0 khi hạt bảo quản một số tuần ở độ ẩm 22% và cao hơn Do đó silô kín không nên bảo quản hạt ẩm dùng để gieo hoặc làm bia

Hạt

Hình 3.11. Giảm độ nẩy mầm của hạt có độ ẩm khác nhau trong bảo quản kín

ở nhiệt độ 15 0 C và 25 0 C

- Thành phần hoá học: Nhiều nghiên cứu cho thấy thành phần hoá học của hạt bị thay đổi đối với hạt ẩm bảo quản kín Khi độ ẩm dưới 16% thành phần hoá học hầu như không thay đổi ở độ ẩm cao hàm lượng anbumin và đạm tổng số cũng không thay đổi, chỉ tăng hàm lượng đường khử và giảm hàm lượng đường không khử Khi độ ẩm tới 25% độ axit tăng không đáng kể

3.3 PHƯƠNG PHÁP BẢO QUẢN HẠT

Bảo quản lạnh nhằm hạ thấp nhiệt độ của khối sản phẩm xuống nhằm làm yếu hoặc làm tê liệt hoạt động sống trong khối sản phẩm, đồng thời làm tê liệt hoạt động của vi sinh vật và côn trùng Hiện nay tồn tại hai phương pháp làm lạnh

• Làm lạnh tự nhiên là lợi dụng nhiệt độ thấp của không khí trong môi trường bảo quản để hạ thấp nhiệt độ của sản phẩm qua thông gió tự nhiên hay cưỡng bức Phương pháp

• Làm lạnh nhân tạo là sử dụng các kho lạnh, luôn giữ nhiệt độ ổn định ở chế độ nhiệt độ thích hợp Phương pháp này dùng để bảo quản thịt, rau quả tươi,

phẩm vẫn tốt vì dịch bào không bị đóng băng Bảo quản lạnh đông, sản phẩm luôn ở

đóng băng Phương pháp này có nhược điểm là làm thay đổi một số tính chất của sản phẩm và giá thành thiết bị cao

Tổng quát cho thấy có sự cân bằng giữa độ ẩm an toàn và nhiệt độ an toàn, nghĩa là nhiệt độ hạt càng thấp, thì độ ẩm an toàn của nó càng cao Từ đó suy ra rằng, không nhất thiết phải sử dụng sấy Để bốc hơi ẩm của hạt cần chi phí năng lượng lớn hơn để làm lạnh cùng một khối lượng Thí dụ: Năng lượng để loại bỏ độ ẩm 6% của khối hạt lớn gấp 6 lần

không cần dùng biện pháp sấy nếu như thời gian bảo quản không dài Trường hợp hạt phải bảo quản lâu hoặc dùng để xuất khẩu cần phải sấy khô cẩn thận để không bị hư hỏng khi nhiệt độ và độ ẩm thay đổi đột ngột (trong khi vận chuyển)

Thường bảo quản lạnh hạt ở độ ẩm cao, hư hại lớn nhất trong điều kiện đã cho là xuất hiện nấm và mốc, do đó cũng ảnh hưởng tới độ nẩy mầm của hạt Nấm thường tồn tại trên bề mặt hạt khi thu hoạch Trong điều kiện bảo quản bình thường ở trạng thái khô, đặc biệt khi nhiệt độ cao của môi trường xung quanh, thường nấm bị chết và xuất hiện mốc khi

Thời gian bảo quản khô

bảo quản Tuy nhiên ở độ ẩm cao và đặc biệt khi nhiệt độ thấp nấm sẽ sống sót và phát triển cùng với mốc

Vấn đề quan trọng khi bảo quản hạt ẩm phải trong điều kiện nhiệt độ cần thiết xác định Qua nghiên cứu cho thấy, để ngăn ngừa sự phát triển của nấm trong hạt ẩm, cần nhiệt

Theo một số tác giả thì Aspergillus glaucus, một số dạng Penicillium, Cladosporium,

Trong (bảng 3.5) trình bày thời gian bảo quản tính toán của hạt đại mạch không xuất hiện mốc ở nhiệt độ và độ ẩm khác nhau

Hình 3.12. Sự tăng cường độ nấm mốc (xuất hiện dạng ống) khi độ ẩm cao trong kho

không kín và nhiệt độ bảo quản trung bình 3,8 (± 2 0 C)

Bảng 3.5. Thời gian tính toán cực đại (tuần) bảo quản hạt đại mạch không xuất hiện mốc ở

nhiệt độ và độ ẩm khác nhau

Độ ẩm %

20 56 32 9,5 5,5 3 1,5 1

22 40 12 4 2,5 1,5 1 0,5

24 32 6 2,5 1,5 1 0,5 0,5

26 24 4 1,5 1 0,5 0,5

∗ Theo Barenly

∗∗ Khi thông gió tương ứng

- Đánh giá tổn thất gây ra do nấm

Nhiệt sinh ra do quá trình trao đổi chất khi hô hấp của nấm, gây cản trở sự làm lạnh hạt Cường độ hô hấp phụ thuộc vào độ ẩm, nhiệt dộ, mức độ hư hỏng hạt, lượng bụi, gây tổn thất anbumin, cacbonhydrat, chất béo của hạt Sự hư hỏng của hạt có thể được tính trên cơ sở tổn thất khối lượng hạt Trong (bảng 3.6) trình bày tổn thất chất khô của hạt đại mạch, lúa mạch ngô trung bình hàng ngày phụ thuộc nhiệt độ và ẩm độ %

Bảng 3.6. Tổn thất khối lượng chất khô trung bình của đại mạch, lúa mạch và ngô phụ

thuộc độ ẩm % và nhiệt độ

Độ ẩm (%) Nhiệt

độ

Dạng

26

26 28 30

10 Lúa

mạch

20 Lúa

mạch

30 Lúa

mạch

3.4 - PHƯƠNG PHÁP BẢO QUẢN BẰNG HOÁ CHẤT

Thực chất của phương pháp này là dùng thuốc để hạn chế hoạt động sống của nông sản và do tính độc của hoá chất mà vi sinh vật và côn trùng cũng bị tiêu diệt

Thời gian ủ thuốc lâu dài từ lúc nhập kho tới khi sử dụng, thay đổi tuỳ theo mục đích sử dụng của nông sản Đây là phương pháp có hiệu quả cao Khi sử dụng thuốc cần

đảm bảo an toàn tuyệt đối sức khoẻ con người, không ảnh hưởng tới chất lượng sản phẩm

và nằm trong danh mục thuốc theo qui định của nhà nước

Tuỳ theo từng loại sản phẩm mà dùng thuốc và nồng độ thuốc thích hợp Các loại hạt thường dùng thuốc cloropicrin, bêkafốt, Đối với rau quả thường dùng anhydric sunfuarơ, axit sorbic, axit boric, Đối với các loại củ để chống nẩy mầm sớm thường dùng M-1 (este mêtyl), M-2 (este đimetyl)

3.5 - PHƯƠNG PHÁP BẢO QUẢN TRONG KHÍ QUYỂN ĐIỀU CHỈNH

Phương pháp bảo quản trong khí quyển điều chỉnh đã được dùng từ lâu để bảo quản nông sản, nhất là rau quả Người ta điều chỉnh các thành phần chất khí (ôxy, khí cacbonic)

và giảm nhiệt độ kho bảo quản nhằm giảm hoặc làm chậm quá trình hô hấp Chất khí hiện

phẩm chung thì giới hạn thay đổi của hai thành phần của không khí của khí quyển thích hợp như sau:

hấp tối thiểu Phương pháp bảo quản trong khí quyển điều chỉnh thường kết hợp với phương pháp bảo quản lạnh sẽ cho hiệu quả cao

3.6 - PHƯƠNG PHÁP BẢO QUẢN BẰNG BỨC XẠ

Người ta có thể sử dụng bức xạ hồng ngoại để tiêu diệt vi khuẩn Khử trùng hạt giống trước khi đưa sản phẩm vào bảo quản Đặc điểm của bức xạ hồng ngoại là có khả năng tiệt trùng cao, không làm tăng nhiệt độ và không ảnh hưởng tới màu sắc, chất lượng

và hương vị của nông sản Ví dụ ngô khi được xử lý trước khi bảo quản, nấm mốc rất khó phát triển

Người ta cũng có thể sử dụng tia bức xạ của các chất đồng vị phóng xạ để hạn chế

hô hấp, tiêu diệt vi khuẩn dùng bảo quản rau quả, chống nẩy mầm sớm ở khoai tây

thành chỉ bằng 50% so với bảo quản lạnh Nhược điểm chính là giảm sức đề kháng của rau quả, có mùi lạ

Hội nghị quốc tế tại Giơnevơ năm 1980 do FAO, WHO và IAEA đã kết luận về tính không độc hại của thực phẩm chiếu xạ Muốn gây ra phản ứng hạt nhân tạo nên chất phóng

xạ cảm ứng thì năng lượng phóng xạ gama phải lớn hơn 5 MeV, năng lượng phóng xạ

electron phải lớn hơn 10MeV Năng lượng phóng xạ của C60 chỉ 1,25MeV, do đó nông sản không bị cảm ứng, không bị nhiễm xạ

làm giảm lượng vi sinh vật để kéo dài thời gian bảo quản Với liều lượng nhỏ hơn 1KGy

Bảng 3.7. Ảnh hưởng liều lượng chiếu xạ đến sinh vật

0,01 Chết người

50 Diệt Clostridium botalinum

Ghi chú: 1Mrad = 10 6 rad = 10Kgy

1rad = 0,01J/Kg = 10 -2 Gy

Bảng 3.8. Phân loại liều lượng theo yêu cầu tồn trữ

(KGy) Liều thấp <1KGy

Ghi chú: - Kết hợp với muối, lạnh, thì giảm liều lượng chiếu xạ

- Sau chiếu xạ, bảo quản lạnh, kéo dài thời gian

Nhờ tính khử trùng mạnh, nhanh, giá thành rẻ và có thể kéo dài thời gian bảo quản, nên phương pháp này có nhiều triển vọng áp dụng.Tuy nhiên đối với rau quả tươi, chiếu xạ còn có nhược điểm là làm giảm sức đề kháng của nó, làm tăng quá trình trao đổi chất, làm hao tổn các thành phần dinh dưỡng,

Câu hỏi ôn tập chương 3

1 Ưu nhược điểm của thông gió cưỡng bức và thông gió tự nhiên?

2 Trình bầy các dạng thông gió cưỡng bức?

3 Trình bầy kỹ thật bảo quản hạt ở trạng thái kín?

4 Trình bầy phương pháp bảo quản lạnh, bảo quản bằng hoá chất, bằng bức xạ?