3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
1.5.4. Lực bứt củ ra khỏi rễ và các lực liên quan đến củ, cuống rễ và cây lạc
Theo Trần Võ Văn May và cộng sự 2016 [12], việc xác định lực bứt củ ra khỏi rễ và cây là cơ sở cho việc tìm ra được khoản lực tác dụng và điểm tác dụng lực để đảm bảo bứt củ ra khỏi cây mà không làm hỏng củ lạc. Đây là thông số quan trọng trong việc lựa chọn nguyên lý làm việc, nguyên lý cấu tạo của bộ phận bứt củ, hình dáng của bộ phận bứt củ.
Định nghĩa hỏng củ sau khi bứt: Củ lạc sau khi được bứt ra khỏi cuống rễ và cây, được gọi là hỏng khi có các hiện tượng như: bị vỡ củ và bị vỡ vỏ củ
- Củ lạc bị vỡ vỏ và hạt: Củ lạc sau khi bứt bị vỡ cả võ và hạt lạc
- Củ lạc bị vỡ vỏ: Củ lạc sau khi được bứt, tiếp tục được phơi khô hoặc sấy để giảm độ ẩm, nhằm chuẩn bị cho các quá trình sơ chế và chế biến tiếp theo. Do đó, với củ lạc bị vỡ vỏ sẽ gây ảnh hưởng đến chất lượng hạt lạc về cảm quan của củ, hạt và các chỉ tiêu hóa lý của hạt trong quá trình sơ chế và chế biến tiếp theo.
Hạt lạc bị rạn lớn: Củ lạc sau khi bứt với phần võ không bị biến dạng, tuy nhiên hạt lạc có hiện tượng bị kinh. Với các hạt bị kinh lớn sẽ gây ảnh hưởng đến quá trình sinh trưởng, tỷ lệ nảy mầm của hạt lạc khi gieo do lớp vỏ lụa của hạt đã bị tổn thương và ảnh hưởng đến chất lượng của sản phẩm hạt lạc khi đưa vào làm nguyên liệu cho quá trình chế biến tiếp theo (hạt lạc được đưa vào ép để lấy dầu lạc). Tuy nhiên, việc xác định độ kinh hạt bằng đánh giá cảm quan và thủ công thì rất mất thời gian, tốn nhiều công sức và độ chính xác không cao. Với củ lạc được bứt theo nguyên lý va đập thủ công (nông dân đập cả khối cây-củ lạc vào thanh tựa), thì tỷ lệ hạt bị kinh lớn hơn so với bứt thủ công (hái củ bằng tay). Nên giá sản phẩm củ lạc bứt theo nguyên lý va đập thủ công thường thấp hơn giá củ lạc bứt thủ công khoảng 5% (Trần Võ Văn May và cộng sự 2016) [12].
Ngoài ra, với yêu cầu của quy trình sản xuất lạc giống là rất cao, khâu bứt củ thường được thực hiện thủ công (bứt bằng tay). Tỷ lệ và sản lượng sản xuất lạc giống thấp hơn nhiều so với tỷ lệ, năng suất và sản lượng sản xuất lạc thương phẩm và công nghiệp. Đề tài chúng tôi nghiên cứu tập trung giải quyết khâu bứt củ lạc trong sản xuất lạc thương phẩm và công nghiệp. Vậy, độ hư hỏng củ lạc sau khi bứt được xác định khi hạt bị vỡ củ hoặc bị vỡ vỏ củ.
Đo lực bằng phương pháp động học (đập) và đo lực bằng phương pháp tĩnh (kéo, nén). Quá trình bố trí thí nghiệm xác định lực, Tác giả Trần Võ văn May đã tiến hành tại phòng thực hành Vật lý tiên tiến, khoa Vật lý, trường Đại học Sư phạm Huế.
1.5.4.1. Đo lực bằng phương pháp động học (đập)
Thiết bị được sử dụng trong phương pháp này là thiết bị đo lực đập PASCO ME-8088; bao gồm bộ phận đo lực PASCO CI-6746, bộ chuyển đổi EXTECH 302213, Science Workshop 750 và bộ máy vi tính để chạy phần mềm.
Hình 1.21. Hình ảnh bố trí thí nghiệm đập bứt củ, rễ theo phương pháp động học
Cây lạc sau khi thu hoạch tại đồng, được chọn ngẫu nhiên một số cây (phải đảm bảo các thông số sinh học của cây và củ lạc đạt giá trị trung bình như đã xác định ở trên), làm sạch đất, bụi, đưa vào thiết bị để đo để xác định lực đập bứt củ ra khỏi rễ theo phương dọc củ (Fdc); tiến hành tương tự khi đưa cuống rễ vào đập, ta được lực đập bứt cuống rễ (Fdr) và lực đập bứt cuống rễ ra khỏi gốc (Fdg). Mỗi khối lạc được chọn ngẫu nhiên 3 cây, mỗi cây chọn ngẫu nhiên 3 củ, 3 cuống rễ và 3 nhánh cả cuống rễ và gốc. Đồng thơi, tiến hành tăng lực tác động để bứt củ ra khỏi rễ theo phương pháp dọc củ (Fdc) đến một trị số nhất định sẽ thấy hiện tượng củ bị vỡ dập vỏ, vỡ củ. Trị số lực càng tăng thì tỷ lệ vỡ vỏ, hạt càng lớn; giá trị lực bứt củ khi có hiện tượng vỡ, dập vỏ, hạt được gọi là lực đập làm vỡ củ (Fdv). Mỗi thí nghiệm được tiến hành lặp lại 3 lần với nhiều mẫu đo và xử lý số liệu theo phương pháp thống kê, ta được bảng tổng hợp lực đập bứt củ, cuống rễ, cuống rễ-gốc và vỡ củ (Trần Võ Văn May và cộng sự 2016) [12].
Fdr
Fdg
Bảng 1.5. Lực đập bứt củ, cuống rễ TT Lực bứt Ký hiệu Giá trị (G) 1 Lực đập bứt dọc củ Fdc 16,76 2 Lực đập đứt cuống rễ Fdr 32,45 3 Lực đập bứt cuống rễ - gốc Fdg 18,85 4 Lực đập làm vỡ củ Fdv >25
Nguồn: (Trần Võ Văn May và cộng sự 2016) [12]. 1.5.4.2. Đo lực theo phương pháp tĩnh (kéo, nén)
Tác giả Trần Võ Văn May và cộng sự 2016 [12] sử dụng thiết bị đo lực đập PASCO ME-8088; bao gồm bộ phận đo lực PASCO CI-6746, bộ chuyển đổi EXTECH 302213, Science Workshop 750 và bộ máy vi tính để chạy phần mềm. Các lực kế, dụng cụ đo lực nén, lực kéo,…
Hình 1.22. Sơ đồ thí nghiệm đo độ bền kéo của cây, cuống rễ
và cuống rễ (Fkc); lực kéo đứt thân cây (Fkt). Để xác định lực nén vỡ củ lạc, tôi bố trí thí nghiệm với các dụng cụ như hình vẽ
Hình 1.23. Sơ đồ thí nghiệm đo lực vỡ củ
Lực nén vỡ củ theo phương dọc củ là (Fnd), lực nén vỡ củ theo phương ngang củ với 2 tiết diện khác nhau sẽ cho giá trị khác nhau. Lực nén vỡ củ theo phương ngang, vuông góc với đường sinh tiếp nối giữa 2 nữa võ củ là Fnn1 và lực nén vỡ củ theo phương ngang, nén tại đường tiếp nối giữa 2 nữa võ củ là Fnn2. Mỗi thí nghiệm được tiến hành 3 lần, với nhiều mẫu đo và xử lý số liệu theo phương pháp thống kê. Tác giả Trần Võ Văn May và cộng sự 2016 [12] đã xác định lực kéo, nén bứt củ, cuống rễ và lực làm vỡ củ như sau:
Bảng 1.6. Lực kéo nén cuống rễ, vỡ củ
TT Lực kéo, nén Ký hiệu Giá trị (N)
1 Lực kéo bứt cuống rễ và gốc Fkg 18,89
2 Lực kéo bứt cuống rễ Fkr 26,33
3 Lực kéo bứt củ khỏi rễ Fkc 20,17
4 Lực kéo bứt thân cây Fkt 57,06
5 Lực nén vỡ dọc củ Fnd 125,37
6 Lực nén vỡ ngang củ theo đường sinh Fnn1 84,17 7 Lực nén vỡ ngang củ theo đường tiếp nối Fnn2 71,60
Chất lượng của sản phẩm sau khi bứt: Vấn đề đảm bảo chất lượng của củ lạc sau khi bứt là điều kiện tiên quyết, là ưu tiên hàng đầu trong việc xác định thông số của máy bứt củ lạc, từ đó bố trí thực nghiệm để tối ưu hóa các thông số. Từ trước đến nay, chúng ta mới kiểm tra chất lượng của củ lạc sau khi bứt bằng cảm quan, định tính. Chất lượng của sản phẩm sau khi bứt củ được đánh giá thông qua hai chỉ tiêu định lượng quan trong là: tỷ lệ vỡ củ và tỷ lệ cuống rễ còn theo củ sau khi bứt (Trần Võ Văn May và cộng sự 2016) [12].
- Tỷ lệ vỡ củ (Yv): là tổng số lượng củ bị vỡ vỏ, hạt và số củ bị vỡ vỏ trên tổng số củ lạc thu được sau khi bứt. Đối với máy bứt củ, tỷ lệ vỡ củ không quá 2% trên tổng số củ thu được sau khi bứt [12].
- Tỷ lệ củ còn cuống rễ (Yr): là tổng số củ còn dính cuống rễ trên tổng số củ lạc thu được sau khi bứt. Do lực để bứt củ ra khỏi rễ và lực bứt cuống rễ ra khỏi gốc không chênh lệch nhau lớn (bảng 6), nên tỷ lệ củ còn cuống rễ sau khi bứt là lớn. Với các máy và thiết bị được sử dụng để bứt củ lạc hiện nay, không thể giải quyết để đảm bảo củ lạc sau khi bứt hoàn toàn không dính cuống rễ. Do đó, với máy bứt củ lạc này, chúng tôi yêu cầu tỷ lệ củ còn cuống rễ không quá 15% trên tổng số củ thu hoạch được sau khi bứt (Trần Võ Văn May và cộng sự 2016) [12].
Ngoài ra, trong sản xuất lạc thủ công hay công nghiệp thì sản phẩm cuối cùng là hạt lạc, nên với các củ sau khi bứt còn dính cuống rễ thì khi đưa vào tách vỏ, cuống rễ sẽ được tách ra cùng với vỏ lạc, không ảnh hưởng đến quá trình tách vỏ (Trần Võ Văn May và cộng sự 2016) [12].
CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU