Một trong những quá trình gây nguy hiểm cho khối hạt, lμ quá trình bốc nóng. Nguyên nhân của quá trình bốc nóng trong khối hạt lμ do hoạt động hô hấp của nông sản. Khả năng dẫn nhiệt của sản phẩm kém, do đó nhiệt tích tụ dần không thoát ra ngoμi kịp lμm tăng nhiệt độ của khối l−ơng thực. Hoạt động sinh hoá của khối hạt cμng mạnh, gây tổn thất các chất dinh d−ỡng, tạo điều kiện cho vi sinh vật phát triển. Nh− vậy, nguồn nhiệt do chính nông sản vμ hô hấp của vi sinh vật lμ nguồn chủ yếu lμm nhiệt độ khối hạt vμ độ ẩm của nó tăng liên tục. Khi bốc nóng thì nhiệt độ tăng nhanh vμ xuất hiện mùi lạ. Mùi nặng dần thμnh mùi hôi dầu vμ sau thμnh mùi ẩm thối mục. Đối với khối hạt có nhiều hạt xanh, lép, hạt nảy mầm, hạt không hoμn thiện,... hô hấp của chúng mạnh hơn hạt bình th−ờng. Việc bảo quản ở tình trạng quá ẩm hoặc sau đó bị ẩm cũng gây ra quá trình bốc nóng.
Hoạt động của vi sinh vật xảy ra trên cacbon hyđrat, protein vμ chất béo trong hạt, lμm tăng độ
axit. Do hoạt động của hiện t−ợng nμy, lμm tăng l−ợng đ−ờng khử vμ giảm l−ợng tinh bột, l−ợng axit béo tự do trong chất béo tăng gây toả ẩm vμ
nhiệt thúc đẩy quá trình bốc nóng.
Khả năng cách ẩm vμ cách nhiệt của kho, mức độ thoáng cũng ảnh h−ởng tới quá trình bốc nóng. N−ớc ta vùng khí hậu nhiệt đới nóng vμ ẩm, m−a nhiều nên dễ ảnh h−ởng tới nông sản bảo quản. Nhiệt độ thay đổi chậm, khi thời tiết thay đổi đột ngột dễ gây tích tụ n−ớc trên mặt đống hạt hoặc ven t−ờng, sát sμn. Quá trình tự bốc nóng còn phụ thuộc vμo điều kiện bảo quản trong đó yếu tố chiều cao đống hạt có ảnh h−ởng t−ơng đối rõ. Độ ẩm khối hạt cμng cao thì chiều cao đống hạt cần phải thấp. Ví dụ: khi độ ẩm < 13,5% hạt sạch cho phép chiều cao đống hạt có thể tới 4 m; khi độ ẩm tăng 14 - 15%, chiều cao giảm xuống còn 2 m.
Thí nghiệm thực tế cho thấy, thời gian bốc nóng cμng dμi thì chất l−ợng khối hạt cμng giảm. Quá trình bốc nóng của khối hạt có thể chia lμm ba giai đoạn:
- Giai đoạn thứ nhất: nhiệt tăng đều vμ chậm tới 25 - 280
C. Tuy hạt đã bị bốc nóng, nh−ng ch−a có hiện t−ợng đổ mồ hôi; vi sinh vật vμ côn trùng ch−a phát triển mạnh, chất l−ợng hạt biến đổi ch−a rõ, mμu sắc, mùi vị bình th−ờng (trừ hạt xanh vμ phôi ngô bắt đầu biến mμu). Tr−ờng hợp nμy nếu kịp thời thông thoáng cho hạt để toả nhiệt thì vẫn giữ đ−ợc an toμn cho hạt.
quắt đi do men ở bên trong bị tiêu diệt, hạn chế đ−ợc một phần thiệt hại. Phải duy trì độ ẩm của hạt thấp hơn độ ẩm cần thiết để hạt nảy mầm, nghĩa lμ bảo đảm độ ẩm an toμn tr−ớc khi nhập kho. Đối với hạt có dầu cần duy trì độ ẩm < 8 - 9%, hạt chứa nhiều gluxit độ ẩm < 13,5%.
5. Tính bốc nóng của khối hạt
Một trong những quá trình gây nguy hiểm cho khối hạt, lμ quá trình bốc nóng. Nguyên nhân của quá trình bốc nóng trong khối hạt lμ do hoạt động hô hấp của nông sản. Khả năng dẫn nhiệt của sản phẩm kém, do đó nhiệt tích tụ dần không thoát ra ngoμi kịp lμm tăng nhiệt độ của khối l−ơng thực. Hoạt động sinh hoá của khối hạt cμng mạnh, gây tổn thất các chất dinh d−ỡng, tạo điều kiện cho vi sinh vật phát triển. Nh− vậy, nguồn nhiệt do chính nông sản vμ hô hấp của vi sinh vật lμ nguồn chủ yếu lμm nhiệt độ khối hạt vμ độ ẩm của nó tăng liên tục. Khi bốc nóng thì nhiệt độ tăng nhanh vμ xuất hiện mùi lạ. Mùi nặng dần thμnh mùi hôi dầu vμ sau thμnh mùi ẩm thối mục. Đối với khối hạt có nhiều hạt xanh, lép, hạt nảy mầm, hạt không hoμn thiện,... hô hấp của chúng mạnh hơn hạt bình th−ờng. Việc bảo quản ở tình trạng quá ẩm hoặc sau đó bị ẩm cũng gây ra quá trình bốc nóng.
Hoạt động của vi sinh vật xảy ra trên cacbon hyđrat, protein vμ chất béo trong hạt, lμm tăng độ
axit. Do hoạt động của hiện t−ợng nμy, lμm tăng l−ợng đ−ờng khử vμ giảm l−ợng tinh bột, l−ợng axit béo tự do trong chất béo tăng gây toả ẩm vμ
nhiệt thúc đẩy quá trình bốc nóng.
Khả năng cách ẩm vμ cách nhiệt của kho, mức độ thoáng cũng ảnh h−ởng tới quá trình bốc nóng. N−ớc ta vùng khí hậu nhiệt đới nóng vμ ẩm, m−a nhiều nên dễ ảnh h−ởng tới nông sản bảo quản. Nhiệt độ thay đổi chậm, khi thời tiết thay đổi đột ngột dễ gây tích tụ n−ớc trên mặt đống hạt hoặc ven t−ờng, sát sμn. Quá trình tự bốc nóng còn phụ thuộc vμo điều kiện bảo quản trong đó yếu tố chiều cao đống hạt có ảnh h−ởng t−ơng đối rõ. Độ ẩm khối hạt cμng cao thì chiều cao đống hạt cần phải thấp. Ví dụ: khi độ ẩm < 13,5% hạt sạch cho phép chiều cao đống hạt có thể tới 4 m; khi độ ẩm tăng 14 - 15%, chiều cao giảm xuống còn 2 m.
Thí nghiệm thực tế cho thấy, thời gian bốc nóng cμng dμi thì chất l−ợng khối hạt cμng giảm. Quá trình bốc nóng của khối hạt có thể chia lμm ba giai đoạn:
- Giai đoạn thứ nhất: nhiệt tăng đều vμ chậm tới 25 - 280
C. Tuy hạt đã bị bốc nóng, nh−ng ch−a có hiện t−ợng đổ mồ hôi; vi sinh vật vμ côn trùng ch−a phát triển mạnh, chất l−ợng hạt biến đổi ch−a rõ, mμu sắc, mùi vị bình th−ờng (trừ hạt xanh vμ phôi ngô bắt đầu biến mμu). Tr−ờng hợp nμy nếu kịp thời thông thoáng cho hạt để toả nhiệt thì vẫn giữ đ−ợc an toμn cho hạt.
- Giai đoạn thứ hai: nhiệt độ lên tới 34 - 380
C, hạt đổ mồ hôi, độ tan rời giảm, mμu sắc, mùi vị thay đổi rõ rệt, vỏ hạt sẫm lại, trên phôi hạt xuất hiện khuẩn lạc của nấm mốc, chất l−ợng hạt giảm sút nhanh. Nếu không đ−ợc khắc phục ngay thì sau vμi ngμy chuyển sang giai đoạn thứ ba.
- Giai đoạn thứ ba: nhiệt độ tăng lên tới 500
C, khối hạt có mùi nồng r−ợu vμ mốc, vỏ hạt bị đen.
ở 500
C, tế bμo nấm mốc bị chết, chỉ còn lại bμo tử. Nh− vậy 500
C lμ nhiệt độ giới hạn chấm dứt hoạt động của vi khuẩn vμ nấm mốc, còn lại lμ vi sinh vật −a nhiệt.
Tr−ờng hợp khối hạt bị bốc nóng nhẹ có thể xử lý bằng cách giảm chiều cao lớp hạt (độ ẩm 14%, chiều cao lμ 3 m; độ ẩm 16 - 18% chiều cao lμ 1,2 - 1,5 m,...). Lμm nh− thế giảm đ−ợc độ ẩm vμ thoát nhiệt nhanh. Ph−ơng pháp thoát nhiệt tích cực trong các kiểu kho (cả kho silô) lμ dùng hệ thống thông gió c−ỡng bức.
Tr−ờng hợp khối hạt bị bốc nóng mạnh cần xử lý bằng tiêu thụ sản phẩm. Quá trình bốc nóng th−ờng không xảy ra cùng một lúc ở toμn đống mμ
có tính chất lan truyền.
Ng−ời ta chia các dạng bốc nóng nh− sau:
• Bốc nóng ở lớp d−ới: th−ờng do nền kho ẩm
−ớt. Bốc nóng nμy rất nguy hiểm vμ rất khó phát hiện. Nguy hiểm vì nó lan truyền lên tầng giữa vμ
tầng trên. Chính vì thế yêu cầu quan trọng lμ nền kho phải khô ráo.
• Bốc nóng tầng trên mặt đống: loại nμy th−ờng xảy ra vμo mùa đông hoặc mùa m−a, cách mặt đống khoảng 50 cm. Bốc nóng ở tầng nμy ít nguy hiểm vì dễ phát hiện vμ dễ bị gió thổi khô.
• Bốc nóng ổ. Đây lμ dạng bốc nóng từng vùng, do độ ẩm không đồng đều trong toμn khối hạt. Tại vùng có độ ẩm cao sẽ gây ra bốc nóng mạnh, các vùng khác có độ ẩm thấp sẽ giữ nhiệt độ bình th−ờng. Quá trình bốc nóng sẽ lan truyền vμ cũng rất khó phát hiện.
• Bốc nóng khối hạt giáp t−ờng.
Loại bốc nóng nμy do t−ờng không đủ cản ẩm vμ nhiệt xâm nhập từ ngoμi vμo, hoặc do độ chênh lệch nhiệt độ giữa khối hạt vμ t−ờng kho,... Yếu tố dẫn nhiệt kém cũng lμm thuận lợi cho sự bốc nóng.
Ph−ơng pháp chủ yếu để ngăn ngừa bốc nóng lμ hạ thấp độ ẩm của hạt, ngăn ngừa hoạt động của vi sinh vật, lμm sạch sản phẩm, chế độ chăm sóc khối hạt.
Hình 14. Quá trình tự bốc nóng của kho lúa
to 50 40 30 20 4 21 30 37 51 47oC 16,1% 15,2% 41oC 31oC 15%
- Giai đoạn thứ hai: nhiệt độ lên tới 34 - 380
C, hạt đổ mồ hôi, độ tan rời giảm, mμu sắc, mùi vị thay đổi rõ rệt, vỏ hạt sẫm lại, trên phôi hạt xuất hiện khuẩn lạc của nấm mốc, chất l−ợng hạt giảm sút nhanh. Nếu không đ−ợc khắc phục ngay thì sau vμi ngμy chuyển sang giai đoạn thứ ba.
- Giai đoạn thứ ba: nhiệt độ tăng lên tới 500
C, khối hạt có mùi nồng r−ợu vμ mốc, vỏ hạt bị đen.
ở 500
C, tế bμo nấm mốc bị chết, chỉ còn lại bμo tử. Nh− vậy 500
C lμ nhiệt độ giới hạn chấm dứt hoạt động của vi khuẩn vμ nấm mốc, còn lại lμ vi sinh vật −a nhiệt.
Tr−ờng hợp khối hạt bị bốc nóng nhẹ có thể xử lý bằng cách giảm chiều cao lớp hạt (độ ẩm 14%, chiều cao lμ 3 m; độ ẩm 16 - 18% chiều cao lμ 1,2 - 1,5 m,...). Lμm nh− thế giảm đ−ợc độ ẩm vμ thoát nhiệt nhanh. Ph−ơng pháp thoát nhiệt tích cực trong các kiểu kho (cả kho silô) lμ dùng hệ thống thông gió c−ỡng bức.
Tr−ờng hợp khối hạt bị bốc nóng mạnh cần xử lý bằng tiêu thụ sản phẩm. Quá trình bốc nóng th−ờng không xảy ra cùng một lúc ở toμn đống mμ
có tính chất lan truyền.
Ng−ời ta chia các dạng bốc nóng nh− sau:
• Bốc nóng ở lớp d−ới: th−ờng do nền kho ẩm
−ớt. Bốc nóng nμy rất nguy hiểm vμ rất khó phát hiện. Nguy hiểm vì nó lan truyền lên tầng giữa vμ
tầng trên. Chính vì thế yêu cầu quan trọng lμ nền kho phải khô ráo.
• Bốc nóng tầng trên mặt đống: loại nμy th−ờng xảy ra vμo mùa đông hoặc mùa m−a, cách mặt đống khoảng 50 cm. Bốc nóng ở tầng nμy ít nguy hiểm vì dễ phát hiện vμ dễ bị gió thổi khô.
• Bốc nóng ổ. Đây lμ dạng bốc nóng từng vùng, do độ ẩm không đồng đều trong toμn khối hạt. Tại vùng có độ ẩm cao sẽ gây ra bốc nóng mạnh, các vùng khác có độ ẩm thấp sẽ giữ nhiệt độ bình th−ờng. Quá trình bốc nóng sẽ lan truyền vμ cũng rất khó phát hiện.
• Bốc nóng khối hạt giáp t−ờng.
Loại bốc nóng nμy do t−ờng không đủ cản ẩm vμ nhiệt xâm nhập từ ngoμi vμo, hoặc do độ chênh lệch nhiệt độ giữa khối hạt vμ t−ờng kho,... Yếu tố dẫn nhiệt kém cũng lμm thuận lợi cho sự bốc nóng.
Ph−ơng pháp chủ yếu để ngăn ngừa bốc nóng lμ hạ thấp độ ẩm của hạt, ngăn ngừa hoạt động của vi sinh vật, lμm sạch sản phẩm, chế độ chăm sóc khối hạt.
Hình 14. Quá trình tự bốc nóng của kho lúa
to 50 40 30 20 4 21 30 37 51 47oC 16,1% 15,2% 41oC 31oC 15%
Quá trình tự bốc nóng khối hạt sẽ lμm giảm chất l−ợng hạt, giảm độ nảy mầm vμ thay đổi thμnh phần hoá học của hạt.
Với thóc sau khi bốc nóng sẽ lμm giảm chất l−ợng gạo. Kho thóc bốc nóng ở 460
C, độ nảy mầm giảm từ 90% xuống còn 16%, hμm l−ợng đ−ờng tăng từ 0,36% lên 0,43%, axit béo tăng tới 85mg/100g hạt, l−ợng nitơ không thuộc protein tăng nhiều.
Hình 15. Dạng mầm tự bốc nóng
1 - Bốc nóng lớp trên, 2 - Bốc nóng ổ, 3 - Bốc nóng lớp d−ới, 4 - Bốc nóng giáp t−ờng Tr−ờng hợp khối hạt chứa trong các silô bằng thép hoặc bằng bê tông cốt thép, sự thay đổi nhiệt độ một ngμy đêm trong khối hạt chỉ trong lớp hạt
1 2
3
4
dμy 15cm sát thμnh. ảnh h−ởng của tia nắng mặt trời lμm tăng nhiệt độ thμnh silô mạnh hơn nhiều so với nhiệt độ môi tr−ờng.
Thí nghiệm cho thấy, nhiệt độ môi tr−ờng 280
C, nhiệt độ bên trong thμnh silô phía tiếp xúc với hạt có nhiệt độ 390
C khi thμnh ngoμi sơn đỏ sáng vμ 370
C khi thμnh bằng tôn sáng kẽm. Hình d−ới cho thấy biến động nhiệt độ của khí quyển lμm cho nhiệt độ của hạt trong silô thay đổi.
Hình 16. Nhiệt độ trong silô bê tông dạng trụ chứa lúa mì
1 - Nhiệt độ không khí bên ngoài, 2 - Nhiệt độ hạt cách thành trong 2,44 m
Vμo mùa đông, tâm silô ở d−ới lớp hạt trên có nhiệt độ cao hơn phần còn lại của silô. Ng−ợc lại vμo mùa hè, tâm silô gần đáy thì lạnh nhất.
Nhiệt độ (
o C)
Thời hạn bảo quản (ngày)
3025 25 20 15 10 5 0 -5 0 100 200 300 400 500 600 700 800
Quá trình tự bốc nóng khối hạt sẽ lμm giảm chất l−ợng hạt, giảm độ nảy mầm vμ thay đổi thμnh phần hoá học của hạt.
Với thóc sau khi bốc nóng sẽ lμm giảm chất l−ợng gạo. Kho thóc bốc nóng ở 460
C, độ nảy mầm giảm từ 90% xuống còn 16%, hμm l−ợng đ−ờng tăng từ 0,36% lên 0,43%, axit béo tăng tới 85mg/100g hạt, l−ợng nitơ không thuộc protein tăng nhiều.
Hình 15. Dạng mầm tự bốc nóng
1 - Bốc nóng lớp trên, 2 - Bốc nóng ổ, 3 - Bốc nóng lớp d−ới, 4 - Bốc nóng giáp t−ờng Tr−ờng hợp khối hạt chứa trong các silô bằng thép hoặc bằng bê tông cốt thép, sự thay đổi nhiệt độ một ngμy đêm trong khối hạt chỉ trong lớp hạt
1 2
3
4
dμy 15cm sát thμnh. ảnh h−ởng của tia nắng mặt trời lμm tăng nhiệt độ thμnh silô mạnh hơn nhiều so với nhiệt độ môi tr−ờng.
Thí nghiệm cho thấy, nhiệt độ môi tr−ờng 280
C, nhiệt độ bên trong thμnh silô phía tiếp xúc với hạt có nhiệt độ 390
C khi thμnh ngoμi sơn đỏ sáng vμ 370
C khi thμnh bằng tôn sáng kẽm. Hình d−ới cho thấy biến động nhiệt độ của khí quyển lμm cho nhiệt độ của hạt trong silô thay đổi.
Hình 16. Nhiệt độ trong silô bê tông dạng trụ chứa lúa mì
1 - Nhiệt độ không khí bên ngoài, 2 - Nhiệt độ hạt cách thành trong 2,44 m
Vμo mùa đông, tâm silô ở d−ới lớp hạt trên có nhiệt độ cao hơn phần còn lại của silô. Ng−ợc lại vμo mùa hè, tâm silô gần đáy thì lạnh nhất.
Nhiệt độ (
o C)
Thời hạn bảo quản (ngày)
3025 25 20 15 10 5 0 -5 0 100 200 300 400 500 600 700 800