Tiểu luận Tìm hiểu ảnh hưởng của tính chất vật lí trong công tác bảo quản lương thực

Mục đích của việc cung cấp lương thực thực phẩm cho con người như xây dựng cơ thể: tạo các tế bào mới bảo đảm sự phát triển của cơ thể trẻ em đang lớn hoặc thay thế các tế bào già ở cơ t

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

CÔNG NGHỆ SAU THU HOẠCH

NHÓM 10

Đề tài

TÌM HIỂU ẢNH HƯỞNG CỦA TÍNH CHẤT VẬT LÍ TRONG CÔNG TÁC BẢO QUẢN LƯƠNG THỰC

GVHD: Hoàng Thị Trúc Quỳnh Sáng thứ 5 tiết 1-2

- -ST

MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU Con người cần lương thực thực phẩm để duy trì cơ thể của con người và đảm bảo những hoạt động khác nhau của các bộ phận trong cơ thể con người Nếu thức ăn đủ chất dinh dưỡng, được cấu trúc theo một tỉ lệ hợp lý, cơ thể sẽ khỏe mạnh; ngược lại, thì cơ thể sẽ yếu đuối

Nguồn thức ăn có thể được phân thành 3 loại chức năng: Thức ăn để xây dựng cơ thể, bao gồm protid, muối khoáng, nước; Thức ăn để cung cấp năng lượng cho cơ thể, bao gồm hydrocacbon và chất mỡ; Thức ăn có tác dụng điều hòa, bao gồm protid, enzyme, muối, nước và vitamin

Mục đích của việc cung cấp lương thực thực phẩm cho con người như xây dựng cơ thể: tạo các tế bào mới bảo đảm sự phát triển của cơ thể (trẻ em đang lớn) hoặc thay thế các tế bào già (ở cơ thể trưởng thành); Bù đắp năng lượng đã mất đi cho các hoạt động sống và lao động.Sự cần thiết của lương thực thực phẩm thể hiện ở hai mặt là lượng và chất.Nếu nhu cầu lương thực thực phẩm được tính bằng calo, thì lượng calo cần thiết ở mỗi người sẽ khác nhau phụ thuộc vào lứa tuổi, giới tính, lao động, khí hậu

Ngoài ra, thức ăn phải đủ các yêu cầu về protid, glucid, lipid, vitamin và chất khoáng Trong đó, protid được xem là một chỉ tiêu quan trọng nói lên mức sống của một gia đình, một cộng đồng, một quốc gia Protid có nhiều trong các loại lương thực thực phẩm như trứng, sữa và các chế phẩm từ sữa và các loại hat…,theo tháp dinh dưỡng ta có thể dễ dàng thấy được tinh bột là một chất chúng

ta phải nạp vào cở thể nhiều nhất để đảm bảo nhu cầu dinh dưỡng của cơ thể…

mà tinh bột lại có rất nhiều trong các loại lương thực như gạo, khoai, lúa mì…

Như vậy chúng ta có thể thấy lương thực là một trong những loại thực phẩm có vai trò rất quan trọng trong đời sống con người, nó cung cấp chất dinh dưỡng, năng lượng cho hoạt động sống của cơ thể con người

Nhưng hiện nay sản lượng lương thực cũng như chất lượng lương thực ngày càng giảm dần vì diện tích trồng trọt ngày càng bị thu hẹp do quá trình đô thị hóa, do khí hậu trái đất nóng dần lên, do thiên tai (mưa, bão, lũ lụt ) ngày càng khắc nghiệt dẫn đến giảm sản lượng lương thực, sử dụng các chất hóa học, chất bảo quản độc hại đang làm cho chất lượng lương thực ngày giảm sút nghiêm trọng gây độc hại cho người sử dụng

Vậy tại sao chúng ta lại phải sử dụng các chất hóa học để bảo quản lương thực mà không áp dụng các phương pháp bảo quản tiện lợi an toàn cho người sử dung Trong bài báo cáo này chúng tôi sẽ giúp các bạn tìm hiểu về lương thực, các tính chất vật lí của lương thực ảnh hưởng đến quá trình bảo quản và ứng dụng của tính chất vật lí này trong quá trình bảo quản lương thưc

CHƯƠNG I CÁC TÍNH CHẤT VẬT LÍ CỦA HẠT LƯƠNG THỰC

1.1. Khái niệm

1.1.1. Lương thực

Cây lương thực là các loại cây trồng mà sản phẩm dùng làm lương thực cho người, nguồn cung cấp chính về năng lượng và chất bột cacbohydrat trong khẩu phần thức ăn cho toàn dân số trên thế giới

1.1.2. Phân loại

Có 5 loại cây lương thực chính được trồng chủ yếu: Lúa nước, lúa mì, ngô, sắn và khoai tây Ngoài ra còn một số cây lương thực khac như khoai lang, cao lương, kê, đại mạch

 Lúa nước

Lúa nước là cây lương thực quan trọng hơn cả do nó thích ứng với nhiều điều kiện khí hậu và sinh thái rất khác nhau: nhiệt đới, ôn đới, vùng cao, khô, vùng thấp có nước Lúa nước là một trong năm loại cây lương thực chính của thế giới, chúng có nguồn gốc ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới khu vực đông nam châu Á và châu Phi Diện tích trồng lúa trên thế giới khoảng 140 triệu ha, tập trung chủ yếu ở châu Á (90% diện tích), năng suất trung bình 25 tạ/ha một vụ với sản lượng tổng cộng khoảng 344 triệu tấn

Lúa mì hay tiểu mạch là một nhóm các loài cỏ đã thuần dưỡng từ khu vực Levant và được gieo trồng rộng khắp thế giới Về tổng thể, lúa mì là thực phẩm quan trọng cho loài người, sản lượng của nó chỉ đứng sau ngô và lúa gạo trong số các loài cây lương thực Hạt lúa mì là một loại lương thực chung được sử dụng để làm bột mì trong sản xuất các loại bánh mì; mì sợi, bánh, kẹo v.v cũng như được lên men để sản xuất bia, rượu, hay nhiên liệu sinh học Lúa mì thích nghi với khí hậu ôn đới, mùa đông lạnh ẩm

 Ngô

Ngô là loại cốc đứng thứ ba, sản lượng ngô trên thế giới khoảng 322 triệu tấn với 40% diện tích tập trung ở Bắc và Trung Mỹ Xét về giá trị dinh dưỡng thì lúa có năng lượng tổng số - 234 Kcal/100g và protein - 4,4%, còn ở ngô là 327 Kcal/100g và 7,6%

Tuy nhiên, lúa gạo có khá đầy đủ các loại axit amin cần thiết, trong khi đó, ngô thiếu hẳn hai loại quan trọng mà cơ thể không thể tổng hợp được là lizin và priptophan

Sắn là cây lương thực ăn củ hàng năm, có thể sống lâu năm, thuộc họ thầu dầu Euphorbiaceae Cây sắn cao 2-3m, đường kính tán 50-100 cm Lá khía thành nhiều thùy, có thể dùng để làm thức ăn chăn nuôi gia súc Rễ ngang phát triển thành củ và tích luỹ tinh bột Sắn có thời gian sinh trưởng thay đổi từ 6 đến 12 tháng, có nơi tới 18 tháng, tùy thuộc giống, vụ trồng, địa bàn trồng và mục đích sử dụng Thái Lan chiếm trên 85% lượng xuất khẩu sắn toàn cầu, kế đến là Indonesia

và Việt Nam Thị trường xuất khẩu sắn chủ yếu của Thái Lan là Trung Quốc, Đài Loan, Nhật Bản và cộng đồng châu Âu với tỷ trọng xuất khẩu sắn khoảng 40% bột và tinh bột sắn, 25% là sắn lát và sắn viên

 Khoai tây

Khoai tây là loài cây nông nghiệp ngắn ngày, trồng lấy củ chứa tinh bột, loại cây trồng lấy củ rộng rãi nhất thế giới, và là loại cây trồng phổ biến thứ 4 về mặt sản lượng tươi - xếp sau lúa, lúa mì và ngô Khoai tây có nguồn gốc từ Peru, trong nghiên cứu được David Spooner xuất bản năm 2005 thì quê hương của cây khoai tây là một khu vực phía nam Peru Hiện tại người ta cho rằng khoai tây đã được du nhập vào châu Âu vào khoảng thập niên 1570 và sau đó nó đã được những người đi biển châu Âu đưa đến các lãnh thổ trên khắp thế giới

 Khoai lang

Khoai lang là một loài cây nông nghiệp với các rễ củ lớn, chứa nhiều tinh bột, có vị ngọt Nó là một nguồn cung cấp rau ăn củ quan trọng, được sử dụng trong vai trò của cả rau lẫn lương thực Khoai lang dùng làm lương thực cho người, thức ăn chăn nuôi và làm nguyên liệu chế biến tinh bột, rượu, cồn, xi rô, nước giải khát, bánh kẹo, mì, miến, phụ gia dược phẩm, màng phủ sinh học

 Cây cao lương (lúa miến)

Cây cao lương (lúa miến) là một trong những loại cây ngũ cốc quan trọng nhất thế giới Sản lượng cao lương toàn cầu năm 2006 đạt 56.525.765 tấn, so với năm 2005 đạt 59.214.205 tấn và năm 1961 đạt 40.931.625 tấn Cao lương là cây lương thực ở châu Á, châu Phi và sử dụng khắp thế giới để nuôi gia cầm, gia súc Hiện nay, các nhà khoa học đang tìm cách cải tiến loại cây này bằng cách đưa đặc tính chịu lạnh vào cây lúa miến nhằm cho phép lúa miến trồng được ở nhiều nơi hơn và trồng được cả trong giai đoạn đầu xuân, thời điểm mà độ ẩm trở nên cao hơn

Kê là tên gọi chung để chỉ một vài loại ngũ cốc có thân cỏ giống lúa, hạt nhỏ, thoạt nhìn tương tự cỏ lồng vực nhưng hạt to và mẩy hơn Hạt kê làm lương thực như gạo cho người ăn hoặc chim chóc Sản lượng kê toàn cầu năm 2006 đạt 31.783.428 tấn, so với năm 2005 đạt 30.589.322 tấn và năm 1961 đạt 25,703,968 tấn Kê là nhóm các loài cây lương thực trông tương tự nhưng khác biệt, nguồn lương thực quan trọng tại châu Á và châu Phi và để nuôi gia cầm, gia súc

 Đại mạch:

Đại mạch là một loại cây lương thực được trồng để sản xuất mạch nha và nuôi gia cầm, gia súc tại các khu vực quá lạnh hay đất quá nghèo dinh dưỡng Sản lượng đại mạch toàn cầu năm 2006 đạt 138.704.379 tấn, con số này năm 2005 là 141.334.270 tấn và năm 1961là 72.411.104 tấn

1.1.3 Vai trò của cây lương thực

Lương thực giữ một vai trò rất quan trọng trong đời sống con người và trong chăn nuôi gia súc Trên 75% năng lượng dùng cho hoạt động sống của con người và gia súc là do lương thực cung cấp Hạt lương thực là nguyên liệu chính trong các xí nghiệp sản xuất lúa gạo, sản xuất thức ăn chăn nuôi gia súc gia cầm

Các loại gạo là nguồn cung cấp năng lượng chủ yếu cho nhân dân ta, hằng ngày mỗi người lao động tiêu thụ khoảng 450:700 gam lương thực, trong đó 50%

là gạo,phần còn lại là các sản phẩm chế biến từ bột mì và màu Các loại bột bột

mì, bột sắn, bột khoai… được sử dụng trong các nhà máy, xí nghiệp sản xuất bánh

mì, mì ăn liền, các loại bánh…

Giá trị sử dụng của cây lương thực được đánh giá bằng tính chất sinh lí: thành phần các chất dinh dưỡng, độ sinh năng lượng và tính chất công nghệ…

1.2. Các tính chất vật lí của cây lương thực

1.2.1. Tính tan rời của khối hạt

1.2.1.1. 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 đỗ hạt từ trên cao xuống, hạt có thể tự chuyển dịch để cuối cùng tạo thành một khối hạt có hình chóp nón, không có hạt nào dính liền với hạt nào,

đó là đặc tính tan rời của khối hạt Nếu hạt có độ rời tốt thì có thể vận chuyển dễ dàng nhờ vít tải, gàu tải hoặc áp dụng phương pháp tự chảy

1.2.1.2. Đặc điểm:

Độ rời của khối hạt được đặc trưng bằng 2 hệ số

• Góc nghiêng tự nhiên: Khi đỗ một khối hạt lên một mặt phẳng nằm ngang, nó sẽ

tự tạo thành hình chóp nón Góc â1 tạo bởi giữa đường kính của mặt phẳng nằm ngang và đường sinh của hình chóp nón gọi là góc nghiêng tự nhiên

• Góc trượt: Đỗ hạt lên một phẳng nằm ngang, nâng dần một đầu của mặt phẳng lên cho tới khi hạt bắt đầu dịch chuyển trên mặt phẳng ấy Góc â2 tạo bởi giữa mặt phẳng nằm ngang và mặt phẳng nghiêng khi hạt bắt đầu trượt gọi là góc trượt Các góc â1, â2 càng nhỏ thì độ rời càng lớn

1.2.1.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến độ rời:

• Kích thước, hình dáng và trạng thái bên ngoài của hạt, hạt có kích thước dài bao giờ cũng có độ rời nhỏ hơn hạt có kích thước ngắn Hạt tròn có độ rời lớn hơn hạt dẹt Hạt có bề mặt nhẵn thì có độ rời lớn hơn hạt có bề mặt xù xì

• Thủy phần khối hạt có thủy phần càng nhỏ thì độ rời càng lớn và ngược lại

• Tạp chất của khối hạt có nhiều tạp chất độ rời sẽ nhỏ hơn so với có ít tạp chất

1.2.1.4. Ý nghĩa

• Độ rời của hạt có ảnh hưởng lớn đến kiến trúc kho để đảm bảo an toàn cho người

• 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

1.2.2. Tính tự phân loại

1.2.2.1. Khái niệm

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, đặt tính vật lý của bản thân từng cấu tử, 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 rơi trong không gian, hạt nào có khối lượng càng lớn và hình dạng càng nhỏ thì quá trình rơi càng ít chịu ảnh hưởng của lực cản nên rơi nhanh do đó nằm ở phía dưới và ở giữa; các hạt nhẹ và có hình dạng lớn khi rơi chịu ảnh hưởng nhiều của sức cản không khí, đồng thời do luồng gió đối lưu dẫn đến chuyển động xoáy trong kho làm cho chúng tạt ra bốn chung quanh tường kho và nằm ở phía trên

Khi hạt từ kho chảy ra cũng phát sinh tự động phân loại như vậy Hạt chắc

và có khối lượng riêng chảy ra trước, rồi mới đến các hạt phẩm chất kém và tạp chất nhẹ chảy ra sau

1.2.2.2. Tính tự động phân loại phụ thuộc:

• Chất lượng lương thực

• Tỷ lệ tạp chất và loại tạp chất lẫn vào

• Quá trình vận chuyển và kỹ thuật nhập kho xuất kho

1.2.2.3. Ảnh hưởng của tính tự phân loại đến bảo quản:

 Ảnh 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

 Ảnh hưởng có hại:

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

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

 Biện pháp:

• Nhập kho với chất lượng đồng đều, sạch sẽ và ít bị lẫn tạp chất

• Nhập và xuất lương thực dạng hạt phải nhịp nhàng

• Thường xuyên cào đảo để hạn chế tính tự phân loại

1.2.3. Độ rời và độ rỗng

Trong khối hạt bao giờ cũng có những khe hở giữa các hạt chứa đầy không khí, đó là độ rỗng của khối hạt Ngược lại với độ rỗng là phần thể tích các hạt chiếm chỗ trong không gian, đó là độ chặt của khối hạt Thường người ta tính độ rỗng và độ chặt của khối hạt bằng phần trăm (%)

t= V1.100/V(%)

V1 được xác định như sau: đếm 1000 hạt cho vào ống đông chứa toluen, thể tích dâng lên chính là V1

X khối lượng tuyệt đối của hạt

p dung trọng của khối hạt g/l

Độ chặt lớn: tiết kiệm được kho lưu chứa nhưng trao đổi nhiệt, lưu thông không khí kém

Độ hổng lớn: thuận lợi cho việc bảo quản lương thực

Độ rỗng và độ chặt luôn luôn tỉ lệ nghịch với nhau, nếu độ rỗng lớn thì độ chặt nhỏ và ngược lại

Ví dụ 1m3 thóc, trong đó khe hở giữa các hạt là 0,54m3 và khoảng không gian thóc chiếm chỗ là 0,46m3 thì độ rỗng bằng 54% và độ chặt bằng 46%

Độ rỗng và độ chặt phụ thuộc vào hình dạng, kích thước, độ đàn hồi và thái

bề mặt hạt; phụ thuộc vào lượng và thành phần của tạp chất; phụ thuộc vào tỷ trọng hạt, chiều cao đống hạt; phụ thuộc vào phương thức vào kho Những loại hạt có vỏ xù xì, kích thước dài, tỉ trọng nhỏ thì độ rỗng lớn; ngược lại những hạt

có vỏ nhẳn, tròn, tỉ trọng lớn thì độ rỗng nhỏ Phương thức nhập kho cũng là yếu

tố quyết định độ rỗng của khối hạt Nếu đỗ hạt thành đống cao hoặc giẩm đạp nhiều lên mặt đống hạt gây sức ép lớn thì độ rỗng nhỏ, ngược lại độ rỗng sẽ lớn

Trong thực tế, lớp hạt trên bề mặt kho bao giờ cũng có độ rổng lớn hơn lớp hạt phía dưới (vì lớp hạt ở dưới bị sức ép lớn hơn) Giữa độ rổng bình thường của khối hạt và dung trọng tự nhiên (trọng lượng 1 lít hạt tính bằng gam) có quan hệ mật thiết với nhau Nếu dung trọng tự nhiên lớn thì độ rổng bình thường nhỏ đi và ngược lại

Đối với công tác bảo quản, độ rổng và độ chặt là những yếu tố rất quan trọng Nếu khối hạt có độ rỗng lớn không khí sẽ lưu thông dễ dàng do đó các quá trình đối lưu của không khí, truyền và dẫn nhiệt, ẩm trong khối hạt tiến hành được thuận lợi Đặc biệt đối với hạt giống, độ rỗng đóng một vai trò rất quan trọng vì nếu độ rỗng nhỏ làm cho hạt hô hấp yếm khí và sẽ làm giảm đi độ nẩy mầm của hạt

Độ rỗng của khối hạt còn giữ vai trò quan trọng trong việc thông gió (nhất

V=X.1000/p (ml)

Trong suốt quá trình bảo quản phải luôn giữ cho khối hạt có độ rổng bình thường Khi nhập kho phải đỗ hạt nhẹ nhàng, ít giẩm đạp lên đống hạt Nếu nhập kho bằng các thiết bị cơ giới có thể làm cho hạt bị nén chặt do đó độ rỗng giảm xuống thì dùng các thiết bị chống nén như màn, sàng chống nén hoặc cắm trong kho những ống tre, nứa để sau khi nhập kho rút những ống này ra sẽ làm tăng độ rỗng của khối hạt Trong quá trình bảo quản nếu phát hiện thấy độ rỗng bị giảm phải cào đảo hoặc chuyển kho

1.2.4. Đặc điểm hình học

1.2.4.1. Khái niệm

Đặc điểm hình học là khái niệm đặc trưng cho hình dáng của hạt gồm chiều dài, chiều rộng, và dày của hạt

1.2.4.2. Ý nghĩa

Làm cơ sở cho việc chọn kích thước lỗ sàng, làm cơ sở phân loại thóc Kích thước hạt gạo

Hạt gạo rất dài

Gạo hạt dài

Gạo hạt trung bình

Gạo hạt ngắn

Chiều dài và chiều rộng của hạt gạo còn nguyên vẹn (mm)

Gạo có trên 80% hạt nguyên vẹn có chiều dài lớn hơn 7mm

Hạt có 80% nguyên vẹn có chiều dài từ 6mm đến 7mm

Hạt có 80% nguyên vẹn có chiều dài từ 5mm đến 6mm

Hạt có 80% nguyên vẹn có chiều dài <5mm Hình dáng hạt gạo

Hạt gạo thon dài

Gạo hạt thon trung

bình

Gạo hạt hơi tròn

Gạo mà hạt nguyên vẹn có tỉ lệ số chiều dài trên chiều rộng lớn hơn hoặc bằng 3

Gạo mà hạt nguyên vẹn có tỉ lệ số chiều dài trên chiều rộng 2-<3

Gạo mà hạt nguyên vẹn có tỉ lệ số chiều dài trên chiều rộng <2

1.2.5. Khối lượng tuyệt đối

Khói lượng tuyệt đối là khối lượng của 1000 hạt nguyên vẹn

- Ý nghĩa:

+ Đặc trưng cho độ lớn của hạt thóc nếu khối lượng tuyệt đối của hạt càng lớn chứng tỏ nội nhủ càng nhiều, khi chế biến gạo thu được càng cao