BÀI GIẢNG CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN LƯƠNG THỰC

Hoạt động chính: Thu mua, sản xuất chế biến, bảo quản, dự trữ lương thực theo chỉ tiêu, nhiệm vụ công ty giao. Xay xát, chế biến, kinh doanh lương thực, cung ứng cho xuất khẩu và nội địa, kinh doanh vật tư nông nghiệp. Diện tích và tích lượng kho: 1. Diện tích: 4.356,4 m2 3. Tổng diện tích chứa – bảo quản tốt hàng hóa: 2.469 m2 4. Tổng tích lượng qui ra gạo: 8000 tấn Máy móc thiết bị: 01 dây chuyền xay xát năng xuất 5 tấngiờ. 03 dây chuyền xát và lau bóng đạt năng suất 26 tấngiờ. 03 dây chuyền đấu trộn gạo trắng năng suất 100 tấngiờ. 01 hệ thống silo chứa gạo thành phẩm với năng suất 100 tấn. 01 hệ thống cân điện tử và may bao thành phẩm đạt năng suất 25 tấngiờ. 01 hệ thống băng tải xuất nhập và luân chuyển hàng hóa trong kho với tổng chiều dài 152m. 01 hệ thống sấy gạo liên tục 20 tấngiờ. Năng lực chế biến 35.000 tấnnăm. A. Kho Mỹ Phước Địa điểm: khu 3 thị trấn Tân Phước, huyện Tân Phước Tiền Giang. 1. Diện tích: 15.815,6 m2 2. Tổng diện tích chứa – bảo quản tốt hàng hóa: 2.680 m2 3. Tổng tích lượng qui ra gạo: 4000 tấn Máy móc thiết bị: 01 dây chuyền xay xát đạt năng xuất 5 tấngiờ. 04 dây chuyền xát và lau bóng gạođạt năng suất 32tấngiờ. 03 dây chuyền đấu trộn gạo trắng với năng suất 120 tấngiờ. 01 hệ thống silo chứa gạo nguyên liệu với sức chứa 280 tấn. 02 hệ thống silo chứa gạo thành phẩm với sức chứa 650 tấn. 03 hệ thống cân điện tử và may bao thành phẩm đạt năng suất 70 tấngiờ. 01 hệ thống băng tải xuất nhập và luân chuyển hàng hóa trong kho với tổng chiều dài 580 m. 03 máy tách màu điện tử với tổng năng suất 12 tấngiờ. 01 hệ thống sấy gạo liên tục 20 tấngiờ. Năng lực chế biến 80.000 tấnnăm.

Trang 1

CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN LƯƠNG THỰC

(Bài giảng lưu hành nội bộ)

2010

Trường Đại học Công nghiệp thực phẩm TP.HCM

Biên soạn: Th.S Lê Thùy Linh

Trang 2

2 Biên soạn: Lê Thùy Linh | Homepage: lethuylinh.weebly.com

Chương I: TỔNG QUAN LƯƠNG THỰC

Dân số thế giới ngày càng tăng thì nhu cầu về lương thực là rất cần thiết và quan trọng Trong năm 2005, Việt Nam đã xuất khẩu trên 5 triệu tấn gạo, tiếp tục là nước xuất khẩu gạo lớn thứ 2 trên thế giới sau Thái Lan

Theo Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn từ đầu năm 2006 đến tháng 3 năm 2006, xuất khẩu gạo đã đạt 1,5 triệu tấn Các thị trường xuất khẩu gạo quen thuộc như Philippin, Trung Đông Ngoài các thị trường này thì năm nay gạo Việt Nam đã xuất sang các thị trường lớn như Nhật Bản, Nam Mỹ và Châu Phi Theo dự báo năm 2006, cung cầu gạo mất cân đối, nghĩa là cung nhỏ hơn cầu nên giá gạo tăng Ở các nước khác như Thái Lan đã tạm ngưng xuất khẩu để đảm bảo nhu cầu trong nước Còn Trung Quốc thì chuyển sang nhập khẩu do nhu cầu trong nước ngày càng tăng

Trang 3

(nguồn: Thị trường Việt Nam, 2000)

Khu vực Sản lượng gạo

Bảng 1: Tình hình tiêu thụ gạo trên thế giới vào năm 2000 Khu vực Châu Á tiêu thụ gạo nhiều nhất trên thế giới Các sản phẩm lương thực ngoài là thức ăn trực tiếp cho người hay vật nuôi còn có thể chế biến thành các sản phẩm khác nhau như tinh bột, bún, phở, hủ tíu, mì ăn liền và các loại bánh…

2 Vai trò của lương thực:

Các sản phẩm lương thực cung cấp nguồn dinh dưỡng cho con người và vật nuôi, chủ yếu là glucid (tinh bột) và protein thực vật Trong bữa ăn hàng ngày của người Việt Nam không thể thiếu một sản phẩm lương thực từ ngũ cốc đó là cơm Lương thực cung cấp trên 75% năng lượng dùng cho hoạt động sống của con người và vật nuôi

Các sản phẩm của cây lương thực là nguyên liệu chính cho các nhà máy chế biến Ví dụ: nguyên liệu sắn (khoai mì) để sản xuất tinh bột sắn, nguyên liệu lúa mì sản xuất bột mì, nguyên liệu gạo sản xuất bún tươi, hủ tíu …

Trang 4

Bài 2: CẤU TẠO VÀ THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA MỘT SỐ HẠT VÀ

1.1.2 Vỏ trấu:

Trang 5

Vỏ trấu có tác dụng bảo vệ hạt thóc, chống các ảnh hưởng xấu của điều kiện môi trường ( nhiệt độ, độ ẩm) và sự phá hại của côn trùng, vi sinh vật Trên mặt vỏ trấu có các đường gân và có nhiều lông ráp, xù xì Trong quá trình bảo quản lông thóc thường bị rụng do sự cọ xát giữa các hạt thóc, làm tăng lượng tạp chất trong thóc Tùy theo giống lúa mà vỏ trấu có độ dày khác nhau, thông thường là 0,12 – 0,15 mm và thường chiếm 18% - 20% khối lượng toàn hạt thóc

1.1.3 Vỏ hạt:

Vỏ hạt là lớp vỏ mỏng bao bọc nội nhũ, có màu trắng đục hoặc đỏ cua Cấu tạo từ ngoài vào trong gồm có: quả bì, chủng bì và tầng alơron Tùy theo giống lúa và độ chính của thóc mà lớp vỏ hạt này dày hay mỏng Trung bình lớp vỏ hạt chiếm 5,6% - 6,1% khối lượng hạt gạo lật (hạt thóc sau khi tách lớp vỏ trấu) Lớp alơron có thành phần cấu tạo chủ yếu là protit và lipit Khi xay xát lớp vỏ hạt (chủ yếu là lớp alơron) bị vụn nát ra thành cám Nếu còn sót lại nhiều trong gạo thì trong quá trình bảo quản dễ bị oxy hóa làm cho gạo bị chua (độ axit cao) và ôi khét (do lipit bị oxy hóa)

1.1.5 Phôi:

Trang 6

Phôi nằm ở góc dưới nội nhũ, thuộc loại đơn diệp tử (chỉ có một diệp tử áp vào nội nhũ), đây là bộ phận có nhiệm vụ biến các chất dự trữ trong nội nhũ thành chất dinh dưỡng nuôi mộng khi hạt thóc nảy mầm

Phôi chứa nhiều protit, lipit, vitamin (vitamin B1 trong phôi chiếm 66% lượng vitamin của toàn bộ hạt thóc) Phôi to hay nhỏ tùy theo giống và điều kiện canh tác Phôi chiếm 2,2% - 3% khối lượng toàn hạt Phôi có cấu tạo xốp, nhiều dinh dưỡng, hoạt động sinh lý mạnh nên trong quá trình bảo quản dễ bị côn trùng và sinh vật tấn công, gây hại; khi xay xát phôi thường vụn nát ra thành cám

1.2 Thành phần hóa học:

Thành phần hóa học của thóc, gạo thay đổi khá rõ rệt theo giống lúa, điều kiện thời tiết, kỹ thuật canh tác, thời gian thu hoạch, phân bón …

Thành phần hóa học của thóc, gạo gồm các chất: nước, gluxit, protit, lipit, xenlulo, chất khoáng và vitamin Trong đó thì gluxit chiếm thành phần nhiều nhất

Thành phần hóa học của hạt thóc và các sản phẩm từ thóc được biểu thị qua bảng 2

Tên sản

phẩm

Nước (%)

Gluxit (%)

Protit (%)

Lipit (%)

Xenlulo (%)

Tro (%)

94,03 74,46 77,35 43,47 36,10

6,69 7,88 7,35 14,91 2,75

2,10 2,02 0,52 8,07 0,98

8,78 0,57 0,18 14,58 56,72

5,36 1,18 0,54 11,23 19,61

5,36 1,18 0,54 11,0

- Bảng 2: Thành phần hóa học của hạt thóc và các sản phẩm từ thóc

Trang 7

2 Hạt ngô:

2.1 Cấu tạo:

Hạt ngô thường có các phần chủ yếu sau đây:

- Ngoài cùng là lớp vỏ quả gồm 12-14 dãy tế bào, chiếm 5-7% khối lượng hạt, có chiều dài khoảng 0,3 micromet

- Tiếp đến là lớp vỏ hạt mỏng, chiếm khoảng 2% khối lượng hạt Trong thành phần của vỏ quả và vỏ hạt chứa nhiều xenlulo, pentozan và một ít các nguyên tố tro

- Sau lớp vỏ quả đến lớp alơron, chiếm 6-8% khối lượng hạt, gồm một lớp tế bào có kích thước lớn bằng hai tế bào nhỏ Lớp alơron của ngô có chứa các nguyên tố tro, protein, chất béo và xenlulo

- Nội nhũ của ngô chủ yếu là glucid (tinh bột) Tinh bột ngô thường chứa 27% amylo và 73% amylopectin Giống ngô nếp có tới 100% amylopectin, nhưng một số giống khác lại có tới 77-80% amylo

- Phôi chiếm 1/10 trọng lượng hạt nhưng chứa tới 80% chất béo của cả hạt, 20% protid, vì thế tách tách phôi ra nguyên vẹn càng tốt, đây là một sản phẩm phụ có giá trị cao để ép dầu

Thành phần Tỷ lệ (%)

Protein Lipit Gluxit Xenlulo Tro

10 –13 3,5 – 5

69 – 74

1,5 – 3 1,2 –1,5 Bảng 1: Thành phần hóa học của hạt ngô

Trang 8

3 Khoai tây:

3.1 Cấu tạo:

Cấu tạo của củ khoai tây gồm các thành phần sau:

- Vỏ ngoài, gồm các tế bào hình nút, xít, có chứa chất huyền tương khô, chất này có tác dụng giữ cho củ ít bị mất nước

- Kề trong là lớp tế bào thành mỏng, chứa nguyên sinh chất có tác dụng giữ cho hoạt động sống của củ được bình thường Cả hai lớp tế bào này đều không có tinh bột

- Tiếp nữa là lớp tế bào nhu mô Lớp tế bào nhu mô ngoài cùng chứa nguyên sinh chất và một lượng ít tinh bột có kích thước hạt nhỏ Những dãy tế bào kế tiếp càng bên trong càng chứa nhiều tinh bột hơn

Thành phần Tỷ lệ (%)

Nước Chất khô Đường Hợp chất Nitơ Xenlulo Photpho

69 –74

14 – 36 0,46 – 1,72 2,1 0,92 – 1,77 0,0893 Bảng 2: Thành phần hóa học của khoai tây Chất khô là thành phần rất quan trọng của khoai tây vì 60 – 80% chất khô là tinh bột Hàm lượng chất khô tùy thuộc vào giống, độ già, phân bón, điều kiện khí hậu Củ càng già thì hàm lượng chất khô càng tăng Bón phân đạm nhiều làm củ to nhưng hàm lượng chất khô có thể giảm đi Khoai tây trồng trên đất bùn có hàm lượng chất khô cao nhất còn trên đất cát thì hàm lượng chất khô thấp nhất

Trang 9

Tinh bột khoai tây chứa một lượng nhỏ photpho, chủ yếu ở amilopectin, còn amilo thì chứa ít hơn Sự tăng photpho làm tăng độ nhớt của tinh bột trong nước

Trong hợp chất Nitơ có khoảng 50% Nitơ Protein và 50% còn lại thuộc hợp chất amin Axit amin trong Protein của khoai tây chủ yếu là Aspactic, Histidin, Acginin, Lizin, Tyrozin, Lơxin, axit Glutamic … quan trọng là axit amin Tyrozin Trong khi gọt, cắt củ khoai tây thì có hiện tượng oxy hóa làm đen vết cắt là do Tyrozin bị oxy hóa dưới tác dụng của men Tyrozinaza, axit này chuyển thành Melanin có màu nâu đen

Thành phần đường chủ yếu trong khoai tây là đường khử (Glucoza và Fructoza) và Saccaroza Hàm lượng đường của khoai tây khi bảo quản lạnh sẽ tăng nhanh so với bảo quản thường Chính vì vậy mà khoai tây bảo quản lâu dài

ở nhiệt độ thấp (<100C) không thích hợp cho chế biến khoai tây lát chiên

Theo thời gian bảo quản, ở nhiệt độ không đổi hàm lượng đường ổn định trong thời gian nhất định, sau đó tăng lên từ từ và cuối cùng thì tăng rất nhanh Khi khoai tây mọc mầm hàm lượng đường tăng, càng nhiều mầm thì hàm lượng đường càng tăng, làm giảm màu sắc tự nhiên và làm thay đổi vị của sản phẩm chế biến

Khoai tây có khá nhiều vitamin C, ngoài ra còn có carotenoit, vitamin nhóm B ( B1, B2, B5, B6) và khoáng chất Thịt củ khoai tây thường có màu vàng nhạt hay vàng đậm tùy theo hàm lượng carotenoit Mối quan hệ giữa hàm lượng carotenoit và màu thịt củ được biểu thị qua bảng sau:

Hàm lượng carotenoit (mg%) Màu thịt củ

0,014 – 0,054 0,110 – 0,187

>0,187

Màu trắng Màu vàng nhạt Màu vàng đậm

Trang 10

Hàm lượng chất khoáng trong khoai tây từ 2,5% - 5,8% theo chất khô, trong khoáng có Kali, Natri, Magiê, Canxi, Sắt, Silic, Clo và các chất khác

Trong khoai tây có các loại axit hữu cơ như: axit Oxalic, Limolic, Malic, Lactic, trong đó axit Limolic nhiều nhất Độ axit chuẩn tính theo axit Malic trong khoai tây khoảng 0,09 – 0,30%, pH dao động trong khoảng 5,8 – 6,6

4 Củ sắn (khoai mì):

4.1 Cấu tạo:

Củ có dạng hình trụ hoặc thuôn dài, thường có độ dài từ 15cm đến 100

cm với đường kính từ 3cm đến 15cm Củ gồm có vỏ ngoài (chu bì) có màu trắng, nâu hoặc hồng nhạt Củ sắn có một lớp vỏ mỏng (cortex) và lỏi giàu tinh bột Lỏi thường có màu trắng nhưng đôi khi có màu vàng hoặc pha hồng

Thành phần hóa học chủ yếu trong sắn là tinh bột Hàm lượng tinh bột trong củ dày đặc và lớn có thể lên đến 25 – 35% khối lượng củ tươi, chiếm đến 85% khối lượng chất khô

Thành phần hóa học của sắn được biểu thị qua bảng sau:

Thành phần hóa học Hàm lượng (%)

Nước Protein Tinh bột Amylose

8 – 11

9 – 12 (% ck)

85 – 87 (% ck)

15 –17 Bảng 3: Thành phần hóa học của củ sắn

Trang 11

BÀI 3: CÁC TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA KHỐI HẠT

Cây lương thực chính trồng ở các vùng nhiệt đới là lúa gạo, lúa mì, sắn, khoai, đậu, … Các sản phẩm của cây lương thực sau thu hoạch cần phải được quan tâm bảo quản Trong quá trình bảo quản có rất nhiều yếu tố làm hư hỏng lương thực như:

§ Tính chất vật lí gồm nhiệt độ, độ ẩm, tính chất của hạt nông sản

§ Tính chất sinh học gồm vi sinh vật, côn trùng gây bệnh, động vật gậm nhấm, chim chóc;

§ Tính chất hóa học gồm sự biến đổi chất của nông sản, dư lượng thuốc trừ sâu

Khi hạt lương thực đứng riêng lẻ thì các tính chất vật lí cần được quan tâm là độ ẩm, nhiệt độ, độ đàn hồi, bề mặt hạt (trơn, xù xì), tỷ trọng … Nhưng khi nhiều hạt tập trung lại thành một khối hạt thì chúng sẽ có những tính chất vật lí khác đó là độ chặt, độ rỗng, độ rời, tính tự phân loại, tính hấp phụ, tính

Trang 12

hạt ngô chứa trong hộp và thể tích hộp (1 lít) Giả sử tổng thể tích của các hạt ngô là 850ml thì độ chặt của khối hạt là 100 85%

1

85,0

=

×Độ rỗng của khối hạt ngô là tỷ lệ tổng thể tích các khoảng không gian giữa các hạt trong hộp và thể tích hộp (1 lít), độ rỗng được tính bằng

%15100

Hình1: Khối hạt chứa trong hộp

1.2 Công thức tính độ chặt (mật độ) và độ rỗng của khối hạt:

- Độ chặt:

= ×100

W

V t

Trong đó t: độ chặt (%)

V: tổng thể tích của các hạt trong kho chứa (lít)

W: thể tích kho chứa (lít)

- Độ rỗng:

t S

W

V W

V W S

1001

100

Từ công thức trên ta thấy mối quan hệ giữa độ chặt và độ rỗng: tổng tỷ lệ phần trăm của chúng là 100% Độ chặt lớn thì độ rỗng nhỏ và ngược lại

Trang 13

1.3 Ý nghĩa của độ chặt và độ rỗng:

- Khoảng trống xung quanh hạt chính là môi trường sống của hạt bởi vì các khoảng trống này chứa không khí nên hạt có thể hô hấp, hút ẩm, nhã ẩm…để duy trì sự sống dưới dạng tiềm ẩn.Vì vậy độ rỗng có ảnh hưởng lớn đến quá trình sinh lý, sinh hóa của hạt trong thời gian bảo quản

- Độ ẩm và sức nóng sinh ra trong quá trình bảo quản sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho mốc phát triển, gây hư hỏng cho khối hạt Việc lưu thông không khí là một giải pháp cho vấn đề này Nhưng giải pháp lưu thông không khí có liên quan đến độ rỗng của khối hạt vì khi độ rỗng lớn thì không khí lưu thông tốt hơn, tăng nhanh sự truyền nhiệt ra ngoài môi trường Do đó độ rỗng của khối hạt rất có ý nghĩa trong công tác bảo quản

1.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến độ chặt và độ rỗng:

- Hình dạng và kích thước của hạt

Ví dụ: hạt lúa và hạt ngô Hạt lúa có kích thước nhỏ, dạng hình elip nhọn còn hạt ngô có kích thước lớn hơn hạt lúa, hình dạng gần tròn nên trong cùng thể tích kho chứa, khối hạt lúa có độ chặt lớn hơn khối hạt ngô, độ rỗng của khối hạt lúa nhỏ hơn khối hạt ngô

- Tính chất bề mặt (trơn, xù xì …)

Ví dụ: hạt lúa có bề mặt nhám hơn hạt gạo nên các hạt gạo sẽ nằm sát nhau hơn so với các hạt lúa, vì vậy mật độ của hạt gạo sẽ cao hơn hạt lúa trong cùng thể tích kho chứa

- Tạp chất

Ví dụ: khối hạt lúa nếu có nhiều tạp chất như cát, đất, lá cây thì các tạp chất này sẽ chiếm một thể tích trong khối hạt do đó mà độ rỗng của hạt trở nên nhỏ và độ chặt sẽ lớn

Trang 14

- Hàm lượng nước của hạt cũng ảnh hưởng đến độ chặt và độ rỗng vì hàm lượng nước của hạt ảnh hưởng đến thể tích của hạt

Ví dụ: thể tích hạt ngô trước khi sấy lớn hơn thể tích hạt ngô sau khi sấy

Vì vậy độ chặt của các hạt ngô trước sấy lớn hơn hạt ngô sau sấy Thực nghiệm chứng minh hạt có 22% hàm lượng nước chiếm thể tích nhiều hơn hạt có 12% hàm lượng nước là 0,22 m3 mỗi tấn

2 Độ rời:

2.1 Khái niệm:

Độ rời là khả năng biến động của khối hạt có thành phần ít thay đổi Khả năng biến động của khối hạt là nhiều cá thể hạt tập trung lại thành một khối hạt, vị trí giữa các hạt có thể thay đổi ít ở một mức độ nhất định

Ví dụ: khi ta đổ hạt thóc từ trên xuống một cách tự nhiên thì các hạt thóc tập trung lại thành một khối hạt Trong quá trình tạo thành một khối hạt như thế,

do sự ma sát giữa các hạt thóc nên có sự thay đổi vị trí của chúng ở một mức độ nhất định cho đến khi khối hạt ổn định Khả năng biến động đó người ta gọi là độ rời

2.2 Cách xác định độ rời:

Để xác định độ rời, chúng ta có thể dựa vào 2 loại góc đó là góc nghiêng tự nhiên (góc tĩnh) và góc trượt

a Góc nghiêng tự nhiên:

Khi cho 1kg hạt gạo rơi từ từ xuống nền một cách tự nhiên thì các hạt gạo này tập trung lại tạo thành một khối hạt hình chóp như hình 2 Góc nghiêng tự nhiên của khối hạt gạo chính là góc α

Qua thực nghiệm người ta thấy mỗi loại hạt lương có góc α khác nhau bởi vì trong quá trình tạo thành khối hạt hình chóp thì các hạt lương thực có khả

Trang 15

năng biến động khác nhau, hạt biến động lớn thì góc α nhỏ và ngược lại Chính

vì vậy mà độ rời có thể dựa vào góc nghiêng tự nhiên (góc tĩnh) của khối hạt hình chóp để xác định

Hình 2: Góc nghiêng tự nhiên (góc α ) của khối hạt

* Phương pháp xác định góc nghiêng tự nhiên:

- Cách 1: cho hạt vào 1/3 bình thủy tinh hình chữ nhật, từ từ hạ bình xuống 900, các hạt sẽ tạo thành mặt phẳng nghiêng, dùng thước đo độ đo góc tạo bởi mặt nghiêng của hạt và đáy (Hình 3)

Hình 3: Góc nghiêng tự nhiên của khối hạt được xác định

bằng bình thủy tinh

- Cách 2: cho hạt vào phểu chảy tự nhiên xuống thành khối hạt hình chóp rồi dùng thước đo góc nghiêng tự nhiên (Hình 4)

Hình 4: Góc nghiêng tự nhiên của khối hạt được xác định bằng phễu

Trang 16

b Góc trượt:

Hình 5: Góc tự chảy (góc β) của khối hạt Khi các hạt để trên mặt phẳng ngang, nếu ta từ từ nâng lên một đầu của mặt phẳng thì đến một lúc nào đó hạt bắt đầu lăn và đến khi đại bộ phận hạt lăn (khoảng 80% các hạt) thì dừng lại Góc tạo nên bởi mặt phẳng nghiêng và sàn đáy gọi là góc tự chảy

2.3 Ý nghĩa:

- Độ rời của hạt có ảnh hưởng lớn đến kiến trúc kho để đảm bảo an toàn cho người Ví dụ: hạt đậu nành tương đối lớn, bề mặt nhẵn có độ rời lớn nên góc nghiêng tự nhiên và góc tự chảy nhỏ, do đó áp lực đối với tường kho tương đối lớn, tường phải kiên cố và giảm thấp độ cao của khối hạt

- Độ rời của hạt còn ảnh hưởng đến việc di chuyển, xuất kho Hạt có độ rời lớn có thể tự chảy ra ngoài khi xuất kho nên tiết kiệm được nhân lực và động lực cơ giới

2.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến độ rời:

- Hình dáng, kích thước và bề mặt hạt liên quan đến lực ma sát giữa các hạt, lực ma sát lớn thì khối hạt có khả năng biến động nhỏ hay độ rời nhỏ và ngược lại

Ví dụ: hạt đậu nành và hạt lúa Hạt đậu nành có kích thước to hơn hạt lúa, hình dạng gần tròn và bề mặt trơn láng nên ma sát giữa các hạt đậu nành nhỏ, còn hạt lúa thì kích thước nhỏ, có hình elip nhọn và bề mặt xù xì nên ma

Trang 17

sát giữa các hạt lúa lớn Vì vậy mà khối hạt đậu nành sẽ có độ rời lớn hơn khối hạt lúa

- Tạp chất của khối hạt nhiều sẽ làm lực ma sát giữa các hạt lớn dẫn đến độ rời của khối hạt nhỏ và ngược lại

Ví dụ: khối hạt đậu nành sau khi thu hoạch nếu không được làm sạch triệt để sẽ chứa nhiều tạp chất như cát, lá, thân cây, xác côn trùng làm cho giữa các hạt đậu nành có ma sát lớn nên khối hạt có độ rời nhỏ, gây khó khăn trong quá trình vận chuyển và sấy

- Hàm lượng nước của hạt cũng liên quan đến lực ma sát giữa các hạt Các hạt có hàm lượng nước nhiều sẽ có độ rời nhỏ

Ví dụ: nếu thu hoạch lúa vào lúc trời mưa, bị lụt thì hạt lúa có độ ẩm cao hơn khi thu hoạch vào lúc trời nắng Hạt có độ ẩm cao sẽ dính lại với nhau làm tăng ma sát nên độ rời của khối hạt thấp

3 Tính tự phân loại:

- Trong một khối hạt bao gồm hạt và tạp chất có hình dạng khác nhau Khi khối hạt di động, toàn bộ các cá thể trong đó đều chịu tác dụng tổng hợp của điều kiện ngoại cảnh, đặc tính vật lý của bản thân (hình dạng, tỷ trọng, độ nhẵn …) mà phát sinh hiện tượng sắp xếp trở lại tức là những phần tử có tính chất tương tự nhau có xu hướng tập trung ở cùng một vị trí Hiện tượng này gọi là tính tự phân loại của hạt

- Tính tự phân loại của hạt chủ yếu là do các phần của khối hạt có độ rời

khác nhau gây nên, độ rời khác nhau là do lực ma sát giữa các phần hạt khác nhau Khi hạt từ một độ cao rơi xuống hình thành một hình chóp, những hạt chắc

Trang 18

và tạp chất nặng đều tập trung ở giữa khối, còn hạt vỡ, hỏng, tạp chất nhẹ phân tán ở xung quanh chân khối hạt

3.2 Aûnh hưởng của tính tự phân loại đến bảo quản:

* Aûnh hưởng có lợi:

- Trong công tác làm sạch hạt và sản xuất công cụ đều dựa vào tính tự phân loại của hạt

- Ví dụ: phương pháp làm sạch đơn giản nhất là dùng quạt để loại trừ những tạp chất nhẹ hoặc cho hạt qua sàng tự động, khiến cho hạt có tỷ trọng khác nhau và tạp chất được tách riêng

* Aûnh hưởng có hại:

- Những tạp chất cỏ dại hạt xấu, hạt vỡ và các loại tạp chất tạp trung lại sẽ phát nhiệt và dẫn đến hoạt động của vi sinh vật trở thành nhân tố dẫn đến sự tổn hại ngoài ý muốn

- Tính đồng đều của hạt bị giảm khi lấy mẫu kiểm nghiệm

4 Tính hấp phụ chất khí:

Khối hạt có một thể tích không khí chiếm chỗ Trong nội bộ hạt phân bố nhiều mao quản, vách bên trong của những mao quản đó là bề mặt hữu hiệu hấp phụ thể khí Do đó khối hạt có khả năng hấp phụ chất khí

Hấp phụ chất khí của khối hạt theo 2 mức độ khác nhau:

- Hấp phụ bề mặt

- Hấp phụ sâu

Lượng chất khí mà khối hạt hấp phụ được gọi là dung lượng hấp phụ Dung lượng hấp phụ sâu lớn hơn dung lượng hấp phụ bề mặt khoảng 20 lần

Trang 19

Tốc độ hấp phụ chất khí là lượng chất khí mà khối hạt hấp phụ được trong một đơn vị thời gian

Thể tích khí bị hấp phụ ở một điều kiện nào đó có thể được giải phóng một phần hoặc toàn bộ chất khí từ trong khối hạt ra xung quanh Quá trình đó được gọi là giải hấp phụ

4.2 Ý nghĩa:

Vì khối hạt có tính hấp phụ chất khí nên có thể sử dụng chất xông hơi để diệt vi sinh vật, côn trùng Nhưng cũng do tính hấp phụ chất khí mà khối hạt dễ dàng hấp phụ mùi của môi trường và mùi của hàng hóa để bên, do đó làm giảm giá trị cảm quan của hạt

4.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến tính hấp phụ của hạt:

Tốc độ hấp phụ và giải hấp phụ được quyết định bởi:

- Tính chất hóa học của thể khí: thể khí càng hoạt động thì tốc độ hấp phụ càng tăng

- Aùp suất và nhiệt độ không khí: áp suất và nhiệt độ không khí càng cao thì tốc độ hấp phụ càng tăng

- Kết cấu của bản thân hạt và thành phần hóa học của hạt

- Dung lượng hấp phụ chất khí phụ thuộc vào:

- Thời gian hấp phụ: thời gian tiếp xúc giữa hạt và thể khí càng dài thì dung lượng hấp phụ càng cao

- Nồng độ thể khí của môi trường: nồng độ thể khí của môi trường càng lớn, áp suất thể khí giữa môi trường và hạt chênh lệch càng lớn thì dung lượng hấp phụ của hạt càng được tăng cường

- Tính hoạt động của thể khí trong môi trường: nếu thể khí của môi trường càng hoạt động, hấp phụ hóa học của hạt càng mạnh (trong

Trang 20

bảo quản hạt nếu thông gió lâu, do dưỡng khí nhiều có thể tăng cường độ hô hấp của hạt, tốc độ phân giải và oxi hóa các vật chất, dẫn đến sự hao hụt vật chất khô của hạt) Bảo quản kín do thể khí ít hoạt động nên có thể giảm thấp dung lượng hấp phụ chất khí

- Aûnh hưởng của nhiệt độ không khí: nhiệt độ không khí cao có thể khiến các hoạt động sinh hóa của hạt tăng nhanh, đồng thời cũng tăng tác dụng chuyển hóa vật chất

- Cấu tạo hạt: những hạt có cấu tạo xốp, không nhẵn có dung lượng hấp phụ tương đối cao, còn hạt có cấu tạo chặt và bề mặt nhẵn thì dung lượng hấp phụ tương đối thấp

- Diện tích bề mặt hấp phụ: diện tích hữu hiệu của hạt càng lớn, dung lượng hấp phụ càng mạnh Hạt nhỏ có tỉ lệ bề mặt lớn nên tính hấp phụ lớn hơn hạt to

5 Tính hút ẩm của hạt:

Nếu áp suất của môi trường giảm, nước có thể khuếch tán ra ngoài hạt cho đến khi nước trong hạt đạt đến trạng thái cân bằng ẩm (hay khối hạt có thủy phần cân bằng), quá trình đó là giải hấp phụ

Trang 21

Tính hút ẩm của hạt phụ thuộc vào thành phần hóa học của hạt, kết cấu tế bào và tỉ lệ keo ưa nước của hạt

5.2 Thủy phần cân bằng của hạt:

a Khái niệm:

Hạt trong quá trình bảo quản không ngừng hút ẩm và nhã ẩm hơi nước trong không khí Khi tác dụng hút ẩm chiếm ưu thế thì hàm lượng nước của hạt tăng và ngược lại, khi tác dụng nhã ẩm chiếm ưu thế thì hàm lượng nước của hạt giảm Hàm lượng của hạt không cố định mà thay đổi theo độ ẩm không khí Nhưng khi để hạt trong một điều kiện độ ẩm không khí nhất định không hoặc ít thay đổi, thì qua một thời gian nhất định hàm lượng nước trong hạt không thay đổi nữa, tức là tốc độ hút ẩm và nhã ẩm bằng nhau Khi đó ta gọi hạt có thủy phần cân bằng

Thủy phần cân bằng của hạt có thành phần hóa học khác nhau có sự sai khác rõ rệt Điều kiện chủ yếu ảnh hưởng đến thủy phần cân bằng của hạt là độ ẩm tương đối và nhiệt độ không khí Nhiệt độ không khí càng cao thì thủy phần cân bằng của hạt càng thấp, còn độ ẩm tương đối cao thì thủy phần cân bằng càng cao

b Ý nghĩa:

Thủy phần cân bằng của hạt cao hay thấp có quan hệ với hoạt động sinh lý và tính an toàn của hạt khi bảo quản Nếu thủy phần cân bằng thấp hơn thủy phần an toàn qui định đối với nó thì bảo quản được lâu dài, còn nếu thủy phần cân bằng quá cao so với thủy phần an toàn qui định đối với nó, thì hoạt động trao đổi chất của hạt mạnh hơn Khi đó cần thiết phải phơi sấy để hạt có thủy phần thấp hơn

Sau đây là bảng thủy phần cân bằng của một số loại nông sản ở 200C:

Trang 22

TT Tên nông sản Độ ẩm tương đối PH (%)

Bảng 1: Thủy phần cân bằng của một số loại nông sản ở 200C

v Sự phân bố độ ẩm trong khối hạt:

Sự phân bố độ ẩm trong khối hạt là không đồng đều Sự không đồng đều này có thể do các nguyên nhân sau:

Bộ phận cấu thành hạt có thủy phần khác nhau Trong hạt, thường thì phôi hạt có thủy phần lớn nhất, sau đó đến nội nhũ và cuối cùng là vỏ hạt

Khối hạt có nhiều hạt không hoàn thiện, nhiều tạp chất có thủy phần cao Khu vực có hạt hô hấp mạnh, hạt nhiễm sâu mọt, vi sinh vật thường có thủy phần cao hơn

Độ ẩm không khí tiếp xúc không đều với khối hạt Trong một khối hạt, thường đáy, rìa và mặt khối chịu ảnh hưởng nhiều nhất của độ ẩm không khí, còn giữa khối hạt chịu ảnh hưởng ít nhất

Để bảo quản hạt tốt không những cần thủy phần hạt thấp mà còn cần thủy phần đồng đều Do đó kỹ thuật làm khô hạt đồng đều cần được chú ý Cần bao gói thật tốt để hạn chế sự hút ẩm của hạt từ không khí

Trang 23

Các hạt tiếp xúc nhau nên nhiệt năng có thể dần dần chuyển dịch từ hạt này sang hạt khác, nhưng với tốc độ rất chậm

Không khí có nhiệt độ cao, nhẹ hơn, nên theo nguyên tắc đối lưu, chúng sẽ vận chuyển lên trên cao

Hệ số dẫn nhiệt của hạt là nhiệt lượng qua 1 m2 diện tích bề mặt một khối hạt dày 1m trong một giờ làm cho nhiệt độ tầng trên và tầng dưới chênh nhau 10C Do đó đơn vị của hệ số dẫn nhiệt là Kcal/m.giờ.0C

Hệ số dẫn nhiệt của hạt nói chung rất thấp Đại đa số là 0,1 – 0,2 Kcal/m.giờ.0C

Ở 200C hệ số dẫn nhiệt của không khí là 0,0217, còn hệ số dẫn nhiệt của nước là 0,510 Kcal/m.giờ.0C

6.2 Ý nghĩa:

Trong một khối hạt, nhiệt độ ở giữa khối bao giờ cũng là cao nhất Trong bảo quản hạt sự dẫn nhiệt kém có hai tác dụng tương phản Nếu nhiệt độ khối hạt tương đối thấp thì ít và chậm chịu ảnh hưởng nhiệt độ cao ngoài không khí, hạt có thể duy trì trạng thái nhiệt độ ổn định tương đối dài, điều đó có lợi cho việc bảo quản an toàn Nhưng khi nhiệt độ ngoài trời tương đối thấp, nhiệt độ khối hạt tương đối cao, do hạt dẫn nhiệt kém nên không thể làm lạnh nhanh, ảnh hưởng đến sự sống hay thậm chí làm mất sức sống hạt

Tính dẫn nhiệt kém của hạt là điều kiện bất lợi, nhưng thực tế sản xuất, nếu biết khắc phục thì sẽ có lợi

Hạt thu hoạch ở điều kiện nhiệt độ cao và khô, sau khi nhập kho nếu thông gió tốt thì nhiệt độ của hạt có thể giảm theo sự giảm của không khí mà hạt lạnh dần Đến mùa xuân nhiệt độ lên cao, kho được giữ ở trạng thái kín, như vậy tuy mùa hè nhưng hạt vẫn có thể duy trì được nhiệt độ thấp, do đó có thể

Trang 24

tránh ảnh hưởng của nhiệt độ cao của mùa hè, đảm bảo tính an toàn của quá trình bảo quản

Việc làm khô và làm lạnh triệt để trước khi nhập kho bảo quản là điều kiện tiên quyết đảm bảo bảo quản hạt an toàn

Cường độ dẫn nhiệt của hạt được quyết định bởi thủy phần hạt, áp lực hạt và sự chênh lệch nhiệt độ của các phần khác nhau… Thông thường dùng hiệu suất dẫn nhiệt để biểu thị cường độ dẫn nhiệt

Hiệu suất dẫn nhiệt là lượng nhiệt truyền qua một khối hạt đứng yên trong một đơn vị thời gian

Trong thời gian nhất định, nhiệt lượng qua toàn khối hạt tùy theo sự chênh lệch nhiệt độ bề mặt ngoài và bề sâu khối hạt mà khác nhau, sự chênh lệch nhiệt độ ở hai tầng rất lớn thì nhiệt lượng đi qua khối hạt cũng lớn và hiệu suất dẫn nhiệt càng cao

Diện tích bề mặt hạt càng lớn thì tổng nhiệt lượng thông qua khối hạt càng lớn, cho nên khi nhiệt độ của khối hạt thấp hơn nhiệt độ bên ngoài, cần thu hẹp diện tích bề mặt hạt, còn khi nhiệt độ khối hạt vượt quá nhiệt độ môi trường thì cần mở rộng thêm diện tích bề mặt để tăng tốc độ phán tán nhiệt của khối hạt

Ở điều kiện kín, không thông gió, độ rỗng của hạt càng lớn thì truyền nhiệt càng chậm, còn thủy phần hạt càng cao thì khối hạt truyền nhiệt càng nhanh

Hạt khô ráo, kết cấu chặt, trong quá trình bảo quản ít chịu ảnh hưởng của ngoại cảnh, còn những hạt ẩm ướt, xốp thì việc duy trì nhiệt độ ổn định rất khó

Trang 25

Chương II: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT GẠO

š{›

1 Quy trình sản xuất gạo:

Sản xuất gạo gồm có các công đoạn cơ bản sau đây:

Tách hổn hợp xay

Vỏ trấu, hạt gãy, hạt non Gạo lứt + thóc

Xát vỏ hạt lức Đánh bóng gạo Phân chia hổn hợp gạo-tấm-cám

Làm sạch

Tách thóc

Gạo lức Thóc

Nguyên liệu (Hạt thóc)

Gạo

Trang 26

2 Các công đoạn trong quy trình sản xuất gạo:

2.1 Làm sạch nguyên liệu:

2.1.1 Mục đích:

Nhằm loại bỏ các tạp chất không phải lúa ra khỏi khối hạt thóc

Hạt thóc sau khi thu hoạch có chứa nhiều tạp chất như rơm, rác, gỗ, đá to, dây, cát,… trong khối hạt Vì vậy cần phải làm sạch khối hạt thóc trước khi xay

Các tạp chất này được loại bằng cách cho qua sàng phân loại có các lưới sàng kích thước khác nhau

2.1.2 Thiết bị trong công đoạn làm sạch:

a Sàng tạp chất:

o Nguyên lý: dựa vào kích thước và trọng lượng khác nhau của các thành phần trong khối hạt để loại các tạp chất

o Cấu tạo của sàng:

Bộ phận cấu tạo chính của sàng là hai mặt sàng bằng tấm kim loại Trên mỗi sàng có các lỗ, sàng trên có kích thước lỗ lớn hơn sàng dưới và cả hai sàng đều đặt hơi nghiêng nhằm làm cho khối hạt di chuyển đi xuống

Công dụng của sàng trên là giữ lại các tạp chất to hơn hạt thóc và cho phép các hạt thóc cùng các tạp chất nhỏ rơi xuống sàng dưới Tại sàng dưới thì các hạt thóc được giữ lại và các tạp chất nhỏ tiếp tục rơi xuống

Sàng chuyển động rung nhờ cơ cấu lệch tâm lắp trên trục chuyển động chính Tần số dao động của sàng bằng vận tốc quay của trục chuyển động, khoảng 300-400 vòng/phút

Hình 2.1 là hình cấu tạo của sàng loại tạp chất

Trang 27

27 Biên soạn: Lê Thùy Linh

Chú thích:

2: mặt sàng

3: chân sàng

4: tấm gạt liệu

5: cửa quan sát

6: bộ phận hút bụi

Hình 2.1: Cấu tạo của sàng loại tạp chất

v Hoạt động của sàng:

Thóc được cung cấp vào đầu A Thóc rơi xuống sàng trên thì tại đây các tạp chất to bị giữ lại, còn các hạt thóc và tạp chất nhẹ tiếp tục rơi xuống sàng dưới Ơû sàng dưới thì các hạt thóc được giữ lại và các tạp chất nhẹ rơi xuống Cuối cùng thì các hạt thóc được đưa ra cửa B, tạp chất lớn ra ơ

chất nhẹ ra tại cửa C

v Ưu điểm của sàng:

Cấu tạo đơn giản, dễ điều chỉnh

v Khuyết điểm:

Các lỗ ở sàng dưới dễ bị nghẹt vì lỗ nhỏ nên làm giảm hiệu quả làm sạch

ê Thùy Linh | Homepage: lethuylinh.weebly.com

A: cửa vào của nguyên liệu B: cửa ra của thóc sạch

C: cửa ra của tạp chất nhỏ

D: cửa ra của tạp chất lớn ình 2.1: Cấu tạo của sàng loại tạp chất

Thóc được cung cấp vào đầu A Thóc rơi xuống sàng trên thì tại đây các

t to bị giữ lại, còn các hạt thóc và tạp chất nhẹ tiếp tục rơi xuống sàng dưới Ơû sàng dưới thì các hạt thóc được giữ lại và các tạp chất nhẹ rơi xuống Cuối cùng thì các hạt thóc được đưa ra cửa B, tạp chất lớn ra ở cửa D và các tạp

Cấu tạo đơn giản, dễ điều chỉnh

Thóc được cung cấp vào đầu A Thóc rơi xuống sàng trên thì tại đây các

t to bị giữ lại, còn các hạt thóc và tạp chất nhẹ tiếp tục rơi xuống sàng dưới Ơû sàng dưới thì các hạt thóc được giữ lại và các tạp chất nhẹ rơi xuống

û cửa D và các tạp

Trang 28

28 Biên soạn: Lê Thùy Linh

Các tạp chất có cùng kích thước với

được tách ra

b Máy phân ly sạn:

v Nguyên lý:

Dựa vào sự khác nhau về trọng lượng của các tạp chất có cùng kích thước với hạt thóc để tách tạp chất này

v Cấu tạo:

Hình 2.2: Sơ đồ cấu tạo máy sàng đá

Máy phân ly sạn gồm một sàng hình chữ nhật, đặt nghiêng, lỗ sàng

không phẳng, mỗi cạnh chiều dài đều có gờ, dùng để giữ đá sạn nằm lại Sàng

chuyển động lên xuống nhờ một cơ cấu hì

cấu lệch tâm Một quạt đẩy được đặt phía dưới sàng nhằm tạo luồng gió thổi các

phần tử nằm trên mặt sàng

ê Thùy Linh | Homepage: lethuylinh.weebly.com

Các tạp chất có cùng kích thước với hạt thóc như hạt cỏ, hạt lép không

Dựa vào sự khác nhau về trọng lượng của các tạp chất có cùng kích thước với hạt thóc để tách tạp chất này

2.2: Sơ đồ cấu tạo máy sàng đá

chuyển động lên xuống nhờ một cơ cấu hình bình hành, nhận chuyển động từ cơ

cấu lệch tâm Một quạt đẩy được đặt phía dưới sàng nhằm tạo luồng gió thổi các

Chú thích:

1: phễu tiếp liệu.2: khung máy3: ống xả đá

4: mặt sàng5: hình bình hành điều chỉnh độ nghiêng mặt sàng

6: đoạn thẳng điều chỉnh hình bình hành.7: quạt thổi

hạt thóc như hạt cỏ, hạt lép không

Dựa vào sự khác nhau về trọng lượng của các tạp chất có cùng kích

nh bình hành, nhận chuyển động từ cơ cấu lệch tâm Một quạt đẩy được đặt phía dưới sàng nhằm tạo luồng gió thổi các

Chú thích:

: phễu tiếp liệu 2: khung máy 3: ống xả đá

4: mặt sàng 5: hình bình hành điều chỉnh độ nghiêng mặt

6: đoạn thẳng điều chỉnh hình bình hành 7: quạt thổi

Trang 29

v Hoạt động:

Hổn hợp hạt đưa vào sàng ở vị trí giữa sàng Luồng không khí thổi từ phía

dưới sàng làm cho cả hạt thóc và hạt sạn đều nhảy lên Do trọng lượng của sạn

lớn hơn thóc nên thóc được thổi lên trên, sạn nằm phía dưới và được gờ của lỗ

giữ lại, thóc nằm trên nên khi sàng chuyển động đi xuống sẽ trượt xuống dưới

cùng sàng

Khi sàng chuyển động đi lên Các hạt sạn được chuyển lên đỉnh sàng Các

hạt thóc to, chắc mẩy cùng chuyển động đi lên với sạn sẽ được quạt lắp dưới

sàng thổi cho chuyển động ngược lại Sạn đá được gom vào vị trí và xả vào ống

xả khi dùng tay nâng nắp lên Do phải chế biến nhiều giống lúa khác nhau nên

độ nghiêng của sàng phải thay đổi Điều chỉnh độ nghiêng của sàng bằng cách

thay đổi chiều dài cạnh ab từ đó thay đổi vị trí của hình bình hành sẽ làm thay

đổi độ nghiêng của sàng

c Máy phân ly từ tính:

v Cấu tạo:

Chú thích:

1: máng trượt 2: cửa điều chỉnh lưu lượng

3: nam châm vĩnh cửu

4: cửa mở lấy sắt

Trang 30

Hình 2.3: Sơ đồ cấu tạo máy phân loại từ tính

v Hoạt động của máy:

Phần lớn các tạp chất kim loại lẫn vào khối hạt đều được thu hồi trong quá trình làm sạch bằng máy phân ly từ tính Trong máy có lắp các nam châm vĩnh cửu là thường dùng nhất hoặc các nam châm điện Nam châm có hình chữ

U, hai đầu cực nằm ló trên máng trượt, được đặt vào miếng đồng cách từ để từ trường đi xuyên qua lớp hạt mỏng chảy xuống, tạp chất kim loại sẽ được giữ lại Khi kim loại bám kín hai đầu cực nam châm thì lực hút sẽ giảm, vì vậy cần định kỳ lấy tạp chất kim loại ra Khi thiết bị không làm việc thì để miếng sắt nối liền hai cực để khép kín mạch từ, tránh từ giảm nhanh

2.1.3 Hiệu suất của quá trình làm sạch:

Muốn xác định hiệu suất của quá trình làm sạch, người ta thường dùng phương pháp đơn giản là xác định hiệu suất làm sạch tương đối:

100

x M

N M

η td : hiệu suất làm sạch tương đối

M: phần trăm tạp chất trong nguyên liệu trước khi làm sạch

N: phần trăm tạp chất trong nguyên liệu sau khi làm sạch

2.2 Công đoạn xay thóc:

Mục đích của công đoạn này là làm bong vỏ trấu ra khỏi hạt thóc Giữa vỏ trấu và hạt luôn có một khoảng trống, khi hạt bị nén, kéo, dập … thì vỏ trấu sẽ bong ra

Yêu cầu đối với xay thóc là:

Trang 31

§ Tỷ lệ phần trăm hạt nguyên cao và tỷ lệ phần trăm tấm thấp

§ Vỏ trấu và vỏ hạt không bị bong thành vẩy gây khó khăn khi phân loại hổn hợp xay

§ Hiệu suất xay cao

Các tác động cơ học làm hạt thóc bị tuột vỏ là nén, xé, dập Dựa vào các tác động này người ta chế tạo ra các thiết bị xay thóc như:

2.2.1 Thiết bị xay đôi trục cao su

v Nguyên lý: nén và xé

5: tấm chắn điều chỉnh lưu lượng

Trang 32

Bộ phận làm việc chủ yếu của máy xay đôi trục cao su là đôi trục đúc bằng gang, trên bề mặt phủ một lớp cao su Hai trục có cùng đường kính chuyển động ngược chiều nhau, với vận tốc khác nhau Khi chuyển động ngược chiều nhau, hai trục quả lô sẽ kéo hạt đi vào khoảng trống giữa hai trục theo chiều thẳng đứng, tạo ra lực nén nội nhũ về một đầu hạt, đồng thời sự chênh lệch vận tốc giữa hai trục tạo ra lực kéo làm vỏ trấu bung ra ở hai nếp gấp trên thân hạt Mặt khác do sự chênh lệch về độ ẩm giữa vỏ và nhân hạt làm cho mức độ liên kết giữa các thành phần này khác nhau Kết quả là làm cho vỏ thóc bị tuột ra mà không làm vỡ nhân hạt

Kích thước của quả lô và vận tốc khi làm việc như sau:

Đường kính

(mm)

Bề rộng (mm)

Vận tốc cao (vòng/phút)

Vận tốc thấp (vòng/phút)

đi theo và do vận tốc khác nhau nên vỏ trấu bị tách ra Trong quá trình làm việc thì lớp cao su bị mòn nhanh, vì thế năng suất cũng giảm do đường kính giảm và vận tốc tương đối giữa hai quả lô giảm

Muốn nâng cao hiệu suất bóc vỏ, cần đặt các tấm hướng liệu để đưa dòng nguyên liệu vào đúng khe hở giữa hai trục Khe hở giữa hai trục phụ thuộc vào chiều dày của hạt, thường nằm trong khoảng 0,5 – 0,75mm Bộ phận phân phối

Trang 33

hạt thường hoạt động thiếu chính xác, do đó lớp cao su mòn không đều, ảnh hưởng xấu đến năng suất và hiệu suất của thiết bị Bề mặt của quả lô được phục hồi bằng cách lấy bớt đi một phần cao su Vận tốc của trục quay nhanh là 15 – 17,5m/s và của trục quay chậm là 12,5 – 15m/s Chênh lệch vận tốc khống chế trong khoảng 2 –3 m/s là vừa

Độ cứng của cao su cũng ảnh hưởng đến hiệu suất xay Trục cao su có độ cứng thấp thì gạo ít bị gãy nhưng tỷ lệ bóc vỏ không cao và cao su dễ bị mòn Ngược lại thì trục cao su cứng thì tỷ lệ bóc vỏ cao, lâu mòn nhưng tỷ lệ gạo gãy cao Hiện nay loại trục cao su phổ biến được dùng có độ cứng 80-85 (đơn vị độ cứng của cao su) Đối với trục nhanh cao su chóng mòn hơn trục chậm, thời gian làm việc khoảng 120-150 giờ liên tục, còn trục chậm khoảng 190-200 giờ Trong thực tế có thể đổi vị trí của hai quả lô cho nhau để đảm bảo độ mòn ngang nhau cho một cụm quả lô

Khi xay các giống lúa hạt dài cũng làm cho tuổi thọ của trục cao su giảm

đi nhiều so với xay giống lúa ngắn, vì diện tích tiếp xúc của hạt với cao su lớn, thời gian tiếp xúc cũng dài hơn

Quả lô cao su cũng chỉ làm việc tốt nhất trong thời gian từ 3 đến 6 tháng kể từ khi chế tạo, kéo dài thời gian này thì độ bền cao su giảm vì hiện tượng lão hóa của cao su, nếu sử dụng trước thời gian 3 tháng thì cao su chưa ổn định, còn mềm nên chóng mòn

Kết quả thực nghiệm cho thấy máy xay đôi trục cao su đạt hiệu suất cao hơn máy xay hai thớt đá, tỷ lệ vở nát giảm 2,4-4 lần, tỷ lệ cám xay giảm 1,8 lần, hệ số bóc vỏ trong một lần hạt đi qua máy xay đạt hơn 90%

2.2.2 Máy xay trục đứng đĩa dưới quay:

v Cấu tạo:

Trang 34

Loại máy xay đĩa gồm hai đĩa nằm ngang bằng thép đúc, một phần được phủ chất mài mòn theo hình vành khăn Đĩa trên cố định vào khung máy, đĩa dưới quay Đĩa quay có thể điều chỉnh theo chiều thẳng đứng để tạo khe hở giữa hai đĩa theo mong muốn

Hình 2.5: Sơ đồ cấu tạo cối xay

Khi hạt từ ống bao rơi vào tâm máy, do đĩa dưới chuyển động tròn, lực ly tâm sẽ làm hạt văng vào khe hở giữa hai đĩa Người ta điều chỉnh khe hở giữa hai đĩa sao cho bằng khoảng 2/3 chiều dài của hạt, vì thế hạt chịu lực nén do chuyển động của hai đĩa gây ra Mặt khác do có một đĩa chuyển động, một đĩa đứng yên nên hạt chịu lực kéo về hai phía ngược chiều Kết hợp cả lực kéo và

Chú thích:

1: phễu tiếp liệu

2: ống bao phân phối hạt 3: đĩa máy

4: nơi thoát hổn hợp sau xay

5: bộ phận điều chỉnh khoảng cách giữa hai đĩa 6: đường ra của hổn hợp sau xay

Trang 35

lực nén làm cho vỏ trấu và hạt bị tuột ra Hổn hợp chuyển động theo chiều xoáy chôn ốc rồi đi ra ngoài

Nếu khe hở giữa hai thớt cối lớn hơn kích thước hạt thì hạt sẽ chuyển động tự do theo đĩa quay và văng ra mà không bóc được vỏ

Khi khe hở giữa hai đĩa nhỏ hơn 2/3 chiều dài của hạt nhiều thì hạt sẽ bị nén với lực lớn hơn độ cứng bóc vỏ nên sẽ gãy nát Tốc độ quay của đĩa trong khoảng 13-15m/s là vận tốc thích hợp để bóc vỏ (tính cho điểm ngoài cùng của vùng làm việc)

Hiệu suất của máy xay hai mặt đá phụ thuộc vào các yếu tố sau:

- Tính chất công nghệ của thóc: độ ẩm, cỡ hạt, độ đồng nhất, hình dáng … trong đó quan trọng nhất là độ đồng đều về cỡ hạt, vì mặt đá không có độ đàn hồi như trục cao su nên nếu cỡ hạt không bằng nhau thì khi chỉnh khoảng cách giữa hai thớt cối để bóc vỏ hạt lớn thì không bóc vỏ hạt nhỏ được, còn nếu hạt nhỏ bóc vỏ được thì hạt lớn bị vỡ

- Vận tốc của thớt động: càng cao thì lực ly tâm càng lớn Tăng hệ số bóc vỏ và tăng năng suất của máy nhưng đồng thời tạo ra nhiều hạt gãy nát Vì vậy không thể tăng vô hạn được mà phải chọn thông số thích hợp để có hệ số bóc vỏ cao nhất nhưng tỷ lệ gãy nát thấp nhất

- Chiều rộng của vành đá: liên quan tới thời gian hạt nằm trong vùng làm việc, nếu lâu hạt sẽ bị vỡ Thực nghiệm đã chứng tỏ rằng chiều rộng vùng làm việc của thớt chỉ nên ở trong khoảng 1/6 đến 1/7 đường kính của đĩa Trong quá trình làm việc, độ mài mòn trên bề mặt đĩa không đồng đều, tập trung nhiều ở giữa đĩa gây hiện tượng tăng áp lực quá mức lên hạt thóc làm hạt bị vỡ nát Để khắc phục cần phải đắp lại lớp bột đá chịu mài mòn trên đĩa hoặc phải tạo lại rãnh thoát cho đĩa

Trang 36

- Độ nhám của thớt: độ nhám cao sẽ làm tăng hệ số ma sát, từ đó tăng hệ số bóc vỏ, đồng thời tăng tỷ lệ gãy nát

- Khe hở giữa hai mặt thớt: đòi hỏi phải được kiểm tra liên tục để tránh hiện tượng vỡ hạt quá mức hay hiệu suất xay không cao

2.3 Công đoạn tách hổn hợp xay:

Sự cần thiết phải tách riêng các thành phần từ hổn hợp xay là:

- Không làm ảnh hưởng đến hiệu suất các quá trình kỹ thuật tiếp theo nếu khối thóc xay đồng nhất (gồm 1 thành phần) Ví dụ: gồm toàn hạt nguyên hoặc toàn tấm, toàn cám …

- Thuận tiện cho việc phối chế sản phẩm cung ứng theo yêu cầu của khách hàng Ví dụ: tách tấm ra khỏi hổn hợp nhằm mục đích phối trộn bao nhiêu phần trăm tấm trong hạt nguyên theo yêu cầu của khách hàng

- Phân loại được các sản phẩm chính hay phụ để đáp ứng cho các mục đích sản xuất tiếp theo Ví dụ: sản phẩm chính là gạo nguyên, sản phẩm phụ là tấm, cám hay trấu thì phân loại hổn hợp để sản xuất ra sản phẩm cuối cùng là gạo nguyên

- Tăng khả năng thu lợi nhuận từ các sản phẩm phụ có giá trị như tấm 1/3, tấm 1/4 thay vì biến chúng thành sản phẩm có giá trị thấp hơn như cám, bụi Nếu đem nguyên hổn hợp xay đi xát trắng hoặc chế biến tiếp thì các sản phẩm phụ hổn hợp tấm, cám sẽ không có giá trị kinh tế

Trong hổn hợp sau xay gồm các hạt gãy, hạt non và trấu Cơ sở để tách hổn hợp này là dựa vào sự khác biệt giữa kích thước và trọng lượng của từng thành phần trong hổn hợp Có 2 cách để tách hạt gãy, hạt non và trấu như sau:

v Cách thứ nhất là tách hạt non, hạt gãy trước khi tách trấu:

- Ưu điểm:

Trang 37

§ Hiệu suất cao

§ Dễ bật tách được hạt non, hạt gãy còn nằm trong vỏ trấu nhờ quá trình chuyển động tác động lên các mảnh vỏ trấu trước khi tách trấu làm cho tỷ lệ thu hồi hạt non, hạt gãy tăng

Thiết bị sử dụng là các loại sàng chấn động, sàng lắc ngang, sàng nẩy… kết hợp với quạt hòm hoặc máy phân ly dùng sức gió

v Cách thứ hai là tách hạt non, hạt gãy sau tách trấu:

- Ưu điểm:

§ Ít tốn thời gian (nhờ việc tách trấu trước bằng phương pháp đơn giản: gắn bộ phận hút trấu vào máy xay Như thế song song với quá trình xay là quá trình tách trấu ra khỏi hổn hợp đã xay)

§ Sau tách trấu, cho phép tách hạt gãy nát bằng hệ thống sàng cố định (kết hợp với qui trình phân loại hổn hợp hạt thóc sau xay)

§ Dây chuyền sản xuất sẽ đơn giản hơn, số thiết bị sử dụng ít hơn

- Nhược điểm:

§ Hiệu suất kém hơn

§ Trong trấu tách ra thường lẫn hạt gãy nát, hạt non phải tốn công và khó thu hồi lại

§ Thiết bị sử dụng là quạt hòm (để hút trấu) và hệ thống sàng cố định (để tách hạt non, hạt gãy, hạt còn vỏ và hạt nguyên)

Trang 38

dùng sức gió Thiết bị sử dụng để tách trấu là quạt gió hay hòm gió, khống chế tốc độ gió từ 4-5 m/s

Chỉ tiêu kỹ thuật sau tách trấu:

§ Hạt còn vỏ hồi lưu không được chứa trấu > 0,5%

§ Hạt gạo lật đem xát chứa trấu <0,03%

Hình 2.6 là cấu tạo của máy tách trấu kết hợp với sàng phẳng

Hình 2.6: Sơ đồ cấu tạo của máy tách trấu kết hợp với sàng phẳng

2.3.2 Tách hạt non và hạt gãy nát:

Trong hổn hợp hạt sau xay có lẫn hạt gãy nát và hạt non Vì vậy cần phải tách chúng ra khỏi hổn hợp để khi đem hạt gạo lật xát không ảnh hưởng đến hiệu quả xát Các loại sàng có kích thước khác nhau là thiết bị dùng để tách các hạt này

2.4 Tách thóc – gạo lật:

Mục đích: tách thóc ra khỏi gạo lật nhằm đem thóc đi xay lại và gạo lật đem xát

Trang 39

- Trong gạo lật không có quá 1% thóc và 0,03% trấu

- Trong thóc hồi lưu không quá 10% gạo lật

2.4.2 Thiết bị phân chia:

Trang 40

Hình 2.7: Cấu tạo sàng chuồi

Sàng tự chảy có thể ghép tổ hợp thành bộ để nâng cao hiệu suất sàng Có hai cách tổ hợp:

Tổ hợp đơn giản: hệ thống gồm 10 sàng hoặc 8 sàng, chia thành các sàng làm việc và sàng kiểm tra Đường đi của hạt trong các sàng làm việc tuân theo nguyên tắc: lọt sàng trước thì đi xuống sàng sau, không lọt sàng quay trở lại sàng trước

Tổ hợp phức tạp: gồm nhiều bộ sàng nối tiếp nhau, mỗi bộ có 3 sàng bố trí thành hai lớp Lớp trên có một sàng làm nhiệm vụ phân loại chính, lớp dưới có 2 sàng làm nhiệm vụ kiểm tra sự phân loại của sàng trên Nguyên tắc của tổ hợp là những cấu tử hai lần không lọt sàng thì quay về bộ sàng trước, những cấu tử hai lần lọt sàng thì đi sang bộ sàng tiếp theo Những cấu tử một lần lọt sàng và một lần không lọt sàng thì trở lại trong cùng một bộ sàng đó

Sau đây là hình sơ đồ hệ thống sàng chuồi trong nhà máy xát gạo

Định dạng
Số trang	83
Dung lượng	634,92 KB