3. Tính hấp thụ của khối hạt
3.2. Thuỷ phần cân bằng của hạt
Trạng thái thuỷ phần của hạt không thay đổi (không hút, nhả hơi n−ớc) gọi lμ trạng thái thuỷ phần cân bằng của hạt. Với mỗi độ ẩm khơng khí nhất định, hạt sẽ có thủy phần cân bằng nhất định. Độ ẩm của khơng khí cμng cao, thuỷ phần cân bằng cμng tăng. Khi độ ẩm t−ơng đối của khơng khí đạt tới bão hoμ thì thuỷ phần cân bằng của hạt đạt cực đại. Trong cùng một độ ẩm, nếu nhiệt độ thấp thì thuỷ phần cân bằng tăng vμ ng−ợc lại. Nh− vậy, yếu tố độ ẩm khơng khí vμ nhiệt độ ảnh h−ởng nhiều tới thuỷ phần cân bằng của hạt.
Qua nghiên cứu cho thấy ở nhiệt độ 200
C, hạt l−ơng thực có thuỷ phần 10 - 13% vμ độ ẩm khơng khí 40 - 60% dễ bảo quản hơn. Hạt có thuỷ phần trên 17% khó bảo quản. Cần l−u ý hạt có chứa nhiều lipit thì thuỷ phần cân bằng thấp, vì lipit không hút n−ớc. Tuy nhiên lipit trong hạt chỉ chiếm thị phần ít, các chất cịn lại nh− protit, gluxit sẽ hút n−ớc nhiều, do đó vẫn dễ lμm hỏng hạt. D−ới đây lμ bảng cho thuỷ phần cân bằng của một số loại hạt.
Bảng 6. Thủy phần cân bằng của một số loại hạt (%)
Độ ẩm t−ơng đối của khơng khí (%) Tên l−ơng thực 20 30 40 50 60 70 80 90 Thóc 7,5 9,4 10,4 11,4 12,5 13,7 15,2 17,6 Gạo 8,0 9,6 10,9 12,0 13 14,6 16,0 18,7 Ngô 8,2 9,4 10,7 11,9 13,9 15,9 16,9 19,2 Đậu t−ơng 7,73 9,1 11,2 16,18
Sự phân bố thuỷ phần trong khối hạt th−ờng khơng đều, có nơi thuỷ phần cao, có nơi thấp, gây khó khăn cho bảo quản. Sở dĩ sự phân bố thuỷ phần không đều trong khối hạt lμ do:
- Trong một hạt thuỷ phần không đều: ở phôi thuỷ phần cao hơn nội nhũ vμ các phần khác. Sở dĩ vậy lμ do đặc điểm cấu tạo, thμnh phần hoá học trong hạt khác nhau ở các phần; do đó khả năng hút ẩm vμ tích luỹ ẩm cũng khác nhau.
- Các hạt khác nhau, khả năng hút ẩm cũng khác nhau: hạt chắc, hạt lép. Ngoμi ra do hiện t−ợng tự phân cấp nên có những khu vực tập trung nhiều hạt xấu, hạt lép.
- ảnh h−ởng của độ ẩm t−ơng đối của khơng
Tuy nhiên khả năng hút, nhả hơi n−ớc của hạt cũng có giới hạn, trạng thái giới hạn đó gọi lμ trạng thái cân bằng về thuỷ phần.
3.2. Thuỷ phần cân bằng của hạt
Trạng thái thuỷ phần của hạt không thay đổi (không hút, nhả hơi n−ớc) gọi lμ trạng thái thuỷ phần cân bằng của hạt. Với mỗi độ ẩm không khí nhất định, hạt sẽ có thủy phần cân bằng nhất định. Độ ẩm của khơng khí cμng cao, thuỷ phần cân bằng cμng tăng. Khi độ ẩm t−ơng đối của khơng khí đạt tới bão hoμ thì thuỷ phần cân bằng của hạt đạt cực đại. Trong cùng một độ ẩm, nếu nhiệt độ thấp thì thuỷ phần cân bằng tăng vμ ng−ợc lại. Nh− vậy, yếu tố độ ẩm khơng khí vμ nhiệt độ ảnh h−ởng nhiều tới thuỷ phần cân bằng của hạt.
Qua nghiên cứu cho thấy ở nhiệt độ 200
C, hạt l−ơng thực có thuỷ phần 10 - 13% vμ độ ẩm khơng khí 40 - 60% dễ bảo quản hơn. Hạt có thuỷ phần trên 17% khó bảo quản. Cần l−u ý hạt có chứa nhiều lipit thì thuỷ phần cân bằng thấp, vì lipit không hút n−ớc. Tuy nhiên lipit trong hạt chỉ chiếm thị phần ít, các chất cịn lại nh− protit, gluxit sẽ hút n−ớc nhiều, do đó vẫn dễ lμm hỏng hạt. D−ới đây lμ bảng cho thuỷ phần cân bằng của một số loại hạt.
Bảng 6. Thủy phần cân bằng của một số loại hạt (%)
Độ ẩm t−ơng đối của khơng khí (%) Tên l−ơng thực 20 30 40 50 60 70 80 90 Thóc 7,5 9,4 10,4 11,4 12,5 13,7 15,2 17,6 Gạo 8,0 9,6 10,9 12,0 13 14,6 16,0 18,7 Ngô 8,2 9,4 10,7 11,9 13,9 15,9 16,9 19,2 Đậu t−ơng 7,73 9,1 11,2 16,18
Sự phân bố thuỷ phần trong khối hạt th−ờng khơng đều, có nơi thuỷ phần cao, có nơi thấp, gây khó khăn cho bảo quản. Sở dĩ sự phân bố thuỷ phần không đều trong khối hạt lμ do:
- Trong một hạt thuỷ phần không đều: ở phôi thuỷ phần cao hơn nội nhũ vμ các phần khác. Sở dĩ vậy lμ do đặc điểm cấu tạo, thμnh phần hoá học trong hạt khác nhau ở các phần; do đó khả năng hút ẩm vμ tích luỹ ẩm cũng khác nhau.
- Các hạt khác nhau, khả năng hút ẩm cũng khác nhau: hạt chắc, hạt lép. Ngoμi ra do hiện t−ợng tự phân cấp nên có những khu vực tập trung nhiều hạt xấu, hạt lép.
- ảnh h−ởng của độ ẩm t−ơng đối của không
tầng trên khối hạt nên tầng nμy bị ảnh h−ởng nhiều. Độ ẩm khơng khí thay đổi thì thuỷ phần của lớp hạt trên cũng thay đổi.
- Sự hô hấp của hạt tạo nhiệt vμ hơi n−ớc. Nơi nμo hạt hô hấp mạnh thì độ ẩm của khơng khí trong vùng rỗng sẽ tăng, lμm cho độ ẩm khối hạt từng khu vực không đều. Khu vực ẩm, vi sinh vật phát triển thì một số chất bổ biến thμnh n−ớc lại lμm tăng ẩm cho khu vực đó.
- Sự chuyển dịch độ ẩm trong khối hạt do ảnh h−ởng của chuyển dịch nhiệt độ. ẩm từ lớp d−ới bốc lên trên lμm tăng ẩm lớp trên, rất dễ gây hiện t−ợng mốc do nấm.
Trong đống hạt ngô cũng nh− các loại ngũ cốc khác, quan sát thấy có sự chuyển ẩm d−ới dạng hơi do truyền nhiệt trong đống hạt. Trong kho ta th−ờng thấy ng−ng tụ ẩm ở sát t−ờng kho, sμn kho, lớp bề mặt đống hạt,... Hiện t−ợng nμy giải thích sự chuyển khối hơi trong lớp hạt. Việc ng−ng tụ lμ nguồn gốc tạo nên độ ẩm cao, thúc đẩy quá trình sinh lý xảy ra mạnh ở các nơi bị ng−ng tụ ẩm, rồi lan truyền sang các vùng hạt khô theo quy luật cân bằng độ ẩm. Ng−ng tụ trong đống hạt, kết hợp với nhiệt độ cao dẫn đến hạt bị tr−ơng vμ nảy mầm. Chính vì thế, việc thốt ẩm cho khối hạt có ý nghĩa quyết định bảo đảm an toμn của khối hạt trong khi bảo quản.
Sức cản của khối hạt lμm cản trở q trình thốt ẩm. Sức cản đ−ợc đặc tr−ng bằng hệ số thoát hơi n−ớc. Hệ số thoát hơi n−ớc lμ l−ợng ẩm (gam) đi qua tiết diện 1 m2
của nguyên liệu có chiều dμy 1 m, hiệu số dãn nở của hơi n−ớc đối với hai mặt khối thóc lμ 1 mm thuỷ ngân.
Hệ số thốt hơi n−ớc μ tính theo: ( ) t 1 2 g P g l l F t m giờ mm ⎛ ⎞ ⋅σ μ = − ⋅ ⋅⎜ ⋅ ⋅ ⎟ ⎝ ⎠ Trong đó: P - L−ợng hơi n−ớc (g);
σ - Chiều dμy lớp nguyên liệu (m);
l1, l2 - Độ dãn nở của hơi n−ớc ở hai phía của mẫu (mmHg);