Giáo trình bảo quản nông sản - Chương 3: Những tính chất vật lý và nhiệt của khối hạt nông sản

Chia sẻ: Lit Ga | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:11

Thêm vào BST

Báo xấu

222
lượt xem 38
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Khối hạt là một khối vật chất bao gồm hạt và không khí giữa các hạt. Khi tập hợp lại thành khối, bên cạnh những tính chất cá thể mà mỗi hạt có như hình thái , giải phẫu, thành phần hóa học,... khối hạt còn xuất hiện thêm một số tính chất quần thể trong đó những tính chất vật lý và nhiệt của khối hạt là quan trọng nhất.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình bảo quản nông sản - Chương 3: Những tính chất vật lý và nhiệt của khối hạt nông sản

CHƯƠNG III NH NG TÍNH CH T V T LÝ VÀ NHI T C A KH I H T NÔNG S N Kh i h t là m t kh i v t ch t bao g m h t và không khí gi a các h t. Khi t p h p l i thành kh i, bên c nh nh ng tính ch t cá th mà m i h t có như hình thái, gi i ph u, thành ph n hoá h c,…kh i h t còn xu t hi n thêm m t s tính ch t qu n th trong ñó nh ng tính ch t v t lý và nhi t c a kh i h t là quan tr ng nh t. Chúng không nh ng nh hư ng tr c ti p ñ n vi c thi t k , ñ n c u trúc và ho t ñ ng c a các thi t b chăm sóc, thông khí, b o qu n trong kho tàng và bao bì mà còn nh hư ng ho t ñ ng trao ñ i ch t c a h t và ho t ñ ng c a các d ch h i trong kh i h t. Sau ñây là m t s tính ch t v t lý và nhi t quan tr ng c a kh i h t: 1. Nh ng tính ch t v t lý c a kh i h t 1.1. Kh i lư ng nghìn h t Kh i lư ng nghìn h t là kh i lư ng tính b ng gr c a 1000 h t và thư ng ñư c ký hi u là P1000. Ý nghĩa: - Kh i lư ng nghìn h t cho bi t sơ b ch t lư ng h t. H t có cùng m t m t ñ thì khi kh i lư ng nghìn h t càng cao, h t càng có ch t lư ng t t. - Kh i lư ng nghìn h t dùng ñ tính toán th tích và ñ b n c a bao bì ch a h t. Kh i lư ng nghìn h t càng l n thì ñ ch a h t cùng m t th tích h t, ñ b n c a bao bì càng ph i tăng. - Kh i lư ng nghìn h t dùng ñ tính toán lư ng h t gi ng c n gieo tr ng ñ b o ñ m m t m t ñ cây tr ng h p lý. Cùng v i kh i lư ng nghìn h t, t l n y m m c a h t và di n tích c n gieo tr ng là nh ng căn c quan tr ng ñ tính toán lư ng h t gi ng c n gieo. Cách xác ñ nh: Có nhi u cách xác ñ nh khôi lư ng nghìn h t nhưng ph bi n hơn là xác ñ nh kh i lư ng c a 100 h t (P100) ho c xác ñ nh kh i lư ng c a 500 h t (P500) r i P1000 ñư c tính b ng công th c: P1000 = P100 x 10 ho c P1000 = P500 x 2 ð có k t qu chính xác c n c n th n khi l y m u h t ñ ki m tra. T t nh t là dùng phương pháp ñư ng chéo góc ñ ch n h t ki m tra. 1.2. Dung tr ng h t (Bulk Density) Dung tr ng h t là kh i lư ng c a m t ñơn v dung tích h t nh t ñ nh. ðơn v c a nó thư ng là kg/m3 Ý nghĩa: Vi c xác ñ nh dung tr ng có nh ng ý nghĩa chính sau: - D ñoán ñư c ph m ch t h t t t hay x u. Cùng m t lo i h t, kh i h t nào có dung tr ng h t cao thì kh i h t y có s tích lu ch t khô l n hơn hay ph m ch t cao hơn. - Làm căn c tính toán dung tích kho ch a nông s n. Dung tích kho ch a c n xây d ng bao g m th tích ch a h t và th tích dành cho vi c ñi l i, cho x p ñ t các trang thi t b b o qu n,…Th tích ch a h t có th ư c tính b ng công th c: V = M / Bd. Trong ñó: M là kh i lư ng h t c n t n tr (kg) Trư ng ð i h c Nông nghi p 1 - Giáo trình B o qu n nông s n --------------------------------------------- 24
Bd là dung tr ng h t (kg/m3) - Tính toán kh i lư ng h t trong kho. Cũng có th t dung tr ng h t có th tính ra tr ng lư ng h t trong kho mà không c n thi t ph i cân l i toàn b kh i h t theo công th c: M = V x Bd Dung tr ng h t thay ñ i theo th y ph n h t. V i ph n l n h t, khi th y ph n c a h t càng cao, dung tr ng c a chúng càng l n (v i h t thóc, h t ngô trong kho ng th y ph n 12 – 18%). m t s ít h t như ñ u tương, lúa mì, khi th y ph n c a h t càng cao, dung tr ng c a chúng càng nh . Dung tr ng c a các gi ng có s sai khác r t l n. Nhìn chung, dung tr ng c a lúa nư c thay ñ i nhi u hơn lúa mì. H t cây l y d u có th do hàm lư ng d u ñ c bi t cao, hàm lư ng nư c r t th p nên dung tr ng th p. B ng 1.3. nh hư ng c a thu ph n h t v i tr ng lư ng 1000 h t và dung tr ng c a h t c i d u Dung tr ng (kg / m3) Thu ph n h t (%) Kh i lư ng 1000 h t (gr) 17,1 672,5 3,15 16,2 673,5 2,98 14,4 674,9 2,86 13,6 675,0 2,81 10,8 678,1 2,75 Ngoài ra, gi a dung tr ng h t và ñ tr ng r ng c a h t cũng có quan h nh t ñ nh (xem 1.3.). H t có ñ tr ng r ng th p thì dung tr ng h t tăng và ngư c l i. Như v y, thông qua dung tr ng h t, có th không c n cân tr ng lư ng h t trư c kho nh p kho tr c ti p mà v n có th tính toán m t cách chính xác s xe v n chuy n và dung tích c a kho ch a. Cách xác ñ nh: ð ñ y h t vào m t ng ñong có th tích là 1 lít. Dùng thư c nh nhàng g t ph ng h t trên mi ng ng ñong. Sau ñó, mang h t trong ng ñong cân cân có sai s 0,01 gr. 1.3. Kh i lư ng riêng h t (Kernel Density): Kh i lư ng riêng h t là kh i lư ng c a m t th tích h t th c nh t ñ nh và cũng ñư c tính b ng kg/m3. Trong kh i h t, ngoài h t còn có kho ng tr ng gi a các h t ch a ñ y không khí. Gi s , kho ng tr ng ñó ñư c l p b ng h t thì khi ñó dung tích h t ñư c g i là dung tích h t th c và t tr ng h t s là tr ng lư ng c a th tích h t th c ñó. Công th c tính Kh i lư ng riêng h t như sau: Kd = Bd / d. ñây: Kd là Kh i lư ng riêng h t (kg / m3) Bd là dung tr ng h t (kg / m3) d là ñ tr ng r ng (ñ h ng) h t (%) Dung tr ng h t và t tr ng h t thư ng có tương quan thu n v i nhau. Cùng m t m t ñ , thư ng thì kh i h t có dung tr ng h t l n thì cũng có t tr ng h t l n (h t thóc, h t ngô). B ng 2.3. Dung tr ng h t và t tr ng h t c a m t s lo i h t Bd (kg/m3) Kd (kg/m3) Tên h t Ngu n Thóc 615 1383 Wratten et al, 1969 Ngô 560 1450 Chang, 1988 ð u tương 748 1255 Deshpande et al, 1993 Trư ng ð i h c Nông nghi p 1 - Giáo trình B o qu n nông s n --------------------------------------------- 25
Ý nghĩa: - T tr ng h t cho chúng ta bi t sơ b m c ñ tích lu v t ch t ch a trong h t khi thu ho ch. - T tr ng h t ñư c dùng làm cơ s ñ tính toán ñ ch c ch n c a kho tàng và bao bì. T tr ng h t ph thu c vào các y u t sau: - ði u ki n sinh trư ng phát tri n c a cây và ñ chín sinh lý c a h t. N u ñi u ki n sinh trư ng phát tri n c a nó càng t t, ñ chín h t càng cao, ch t lư ng dinh dư ng tích lu nhi u, h t ch c thì t tr ng tăng cao. - ð tr ng r ng c a kh i h t. Kh i h t có ñ tr ng r ng l n thì t tr ng cũng l n. - S thay ñ i ch t lư ng h t trong quá trình b o qu n. Dư i ñi u ki n b o qu n có nhi t ñ và m ñ cao, h t hô h p m nh, tiêu hao dinh dư ng nhi u và t tr ng h t gi m th p, nh hư ng không t t ñ n kh năng gieo tr ng. Cách xác ñ nh: ð ñ y h t vào m t ng ñong có th tích là 1 lít như khi xác ñ nh dung tr ng h t. Sau ñó cân và xác ñ nh tr ng lư ng h t trong ng ñong ta có dung tr ng h t (Bd). Xác ñ nh t l kho ng không gian gi a các h t d, t l kho ng không gian h t chi m ch Pf (xem 1.4.) b ng không khí hay b ng nư c r i áp d ng công th c trên ñ tính, ta s có t tr ng Kd. 1.4. ð tr ng r ng (ñ h ng) (Porosity) Khi h t ñ thành kh i hay ñ trong m t d ng c nào ñó, tuy nó t o thành kh i h t có hình d ng nh t ñ nh nhưng các h t không ph i dính vào nhau mà v n t n t i nh ng khe h to nh khác nhau gi a các h t. T t c kho ng không gian mà kh i h t chi m ch trên th c t do hai th tích t o nên: - M t th tích do h t chi m ch t c là th tích th t c a h t. - M t th tích khác là kho ng không gian chi m ch t c th tích kho ng không gian gi a các h t. N u như dùng t s % ñ bi u th thì t l % th tích th t c a h t chi m là m t ñ c a h t. Còn t l % th tích không gian gi a các h t là ñ tr ng r ng c a h t. R t d nh n th y là m t ñ và ñ tr ng r ng c a h t nh hư ng bù ñ p l n nhau t c là m t ñ càng l n thì ñ tr ng r ng càng nh và ngư c l i. T ng t l c a 2 lo i th tích trên là 100%. Ý nghĩa: M t ñ và ñ tr ng r ng có ý nghĩa r t l n trong công tác b o qu n. Kho ng tr ng xung quanh h t chính là môi trư ng s ng c a h t, hô h p c a h t có quan h m t thi t v i m t ñ và ñ tr ng r ng. ð tr ng r ng l n thì không khí lưu thông, nư c phân tán t t và tăng nhanh s truy n nhi t tránh ñư c hi n tư ng t b c nóng. M t khác nó còn ñi u ti t ñư c không khí vào n i b kh i h t, ñi u ti t nhi t ñ , m ñ trên b m t h t và xua ñu i ñư c hơi thu c ñ c sau khi x lý xông trùng cho kh i h t. Ngư c l i, n u ñ tr ng r ng quá cao thì h t hô h p m nh, côn trùng h i có cơ h i phát tri n và t n dung tích kho ch a. Do ñó có th th y r ng ñ tr ng r ng c a h t chính là ti u khí h u nơi h t ñư c t n tr . Nó không nh ng nh hư ng ñ n các quá trình sinh lý, sinh hoá c a h t trong th i gian b o qu n mà còn có quan h m t thi t ñ n vi c b o qu n h t an toàn. Các y u t nh hư ng ñ n ñ tr ng r ng: ð tr ng r ng c a h t ch u nh hư ng c a: Trư ng ð i h c Nông nghi p 1 - Giáo trình B o qu n nông s n --------------------------------------------- 26
- Hình d ng, kích thư c c a h t, tính ch t b m t (trơn tru, xù xì, có râu hay không râu) t p ch t ít hay nhi u, hàm lư ng nư c và ñ dày c a kh i h t b o qu n,... Hình dáng c a h t g n tròn, hình b u d c hay tương ñ i có quy t c, h t to nh không ñ u, b m t h t nh n, không râu thì ñ tr ng r ng c a chúng tương ñ i th p. T l t p ch t trong kh i h t cao thì ñ tr ng r ng gi m th p và ngư c l i. - Thu ph n h t. Thu ph n h t cao hay th p có nh hư ng ñ n hình d ng, th tích h t và nh hư ng ñ n ñ ñ tr ng r ng h t. Theo s tăng c a thu ph n h t, ñ tr ng r ng c a h t gi m th p. - Hình th c b o qu n c a kho, lư ng h t b o qu n, th i gian b o qu n và ñ cao c a kh i h t...Kh i lư ng h t t n tr l n, chi u cao ch t x p l n, kh i h t ít ñư c cào ñ o hay xáo tr n, th i gian t n tr dài thư ng có ñ tr ng r ng th p. Khi ñã ñư c làm khô, phân lo i và làm s ch t t thì h t có m t ñ ch t hay m t ñ tr ng r ng h p lý. B ng 3.3. ð tr ng r ng (%) c a m t s lo i h t Tên nông s n ð tr ng r ng (%) Thóc 50-56 Ngô 35-55 Bt 35-40 Khoai s n khô 60-75 V i nông s n có ñ tr ng r ng cao c n có bi n pháp làm tăng ñ tr ng r ng như ép ch t t ng l p m t ñ ti t ki m kho ch a và h n ch sâu m t phát tri n. Cách xác ñ nh: Dùng khí hay dùng nư c ñ xác ñ nh th tích không khí trong kh i h t. ð tr ng r ng (%) ñư c xác ñ nh b ng công th c: P = 100 (VPf / Vp). Trong ñó: VPf: Th tích h t th t (VPf = Vkh i – Vp) Vp: Th tích không khí 1.5. Góc nghiêng t nhiên (Angle of Repose): Nhi u cá th h t t p h p thành m t kh i h t. V trí gi a chúng t ñ u ñ n cu i quá trình b o qu n h u như không thay ñ i nhưng có kh năng bi n ñ ng m t m c ñ nh t ñ nh. Kh năng ñó c a h t ñư c g i là tính tan r i ho c tính lưu ñ ng. Khi rót h t m t ñ cao nh t ñ nh, h t rơi xu ng. Khi ñ t t i m t kh i lư ng nh t ñ nh, h t s hình thành m t kh i h t hình chóp nón. Do tính tan r i (l c ma sát) c a h t l n nh khác nhau, hình chóp nón này hình thành cũng khác nhau. H t có tính tan r i nh thì hình chóp cao, ñáy nh , góc ñáy l n. H t có tính tan r i l n thì hình chóp th p, góc ñáy nh . ð ñánh giá kh năng tan r i c a kh i h t, ngư i ta s d ng ñ i lư ng Góc nghiêng t nhiên. ðó là góc t o b i ñư ng sinh và ñư ng kính ñáy c a kh i h t hình chóp nón. Hình 4.3. Cách xác ñ nh tính tan r i c a h t Trư ng ð i h c Nông nghi p 1 - Giáo trình B o qu n nông s n --------------------------------------------- 27
B ng 4.3. Góc nghiêng t nhiên (0 ) c a m t s lo i h t Sai khác (0) Tên h t Góc nghiêng t nhiên Thóc 35-45 10 Ngô 30-40 10 Lúa mì 23-38 15 ð u tương 24-32 8 V ng 27-34 7 Y ut nh hư ng ñ n tính tan r i: - ð c ñi m hình thái c a h t. H t tương ñ i l n, b m t nh n (như h t ñ u tương, ñ u Hà Lan) tính tan r i l n nên góc nghiêng t nhiên nh hay tính tan r i cao. - T l t p ch t. T l t p ch t cao s làm gi m tính tan r i (góc nghiêng t nhiên l n). - Hàm lư ng nư c, ñi u ki n x lý và b o qu n. Thu ph n h t cao làm gi m tính tan r i (góc nghiêng t nhiên) c a h t. - ð cao ch t x p h t trong kho. Do áp l c c a h t ñ i v i tư ng kho tương ñ i l n nên ki n trúc kho c n kiên c và ph i gi m th p ñ cao c a kh i h t ñ ñ m b o an toàn và duy trì tính tan r i h p lý. - Th i gian t n tr . Th i gian t n tr càng dài thì tính tan r i càng gi m. Ý nghĩa: Khi xu t kho có th ñ h t t ch y ra, ti t ki m ñư c nhân l c và năng lư ng. Ngư c l i, n u h t nh , m nh, dài, không ñ u, b m t l i lõm, nhi u lông thì tính tan r i nh , góc t ch y l n. Lo i h t này có th d dàng ch t ñ ng cao, áp l c v i tư ng kho nh , h t xu t nh p kho không thu n ti n. H t gi ng có th do phương pháp thu ho ch không thích h p ho c phân lo i, làm s ch không tri t ñ , ñ l n t p nhi u t p ch t nh như m nh lá, v h t, thân cây, xác côn trùng ho c do thao tác không chu ñáo làm v h t b tróc ra, làm cho tính tan r i c a h t tr lên th p gây khó khăn trong quá trình b o qu n v n chuy n và s y khô h t. Trong quá trình b o qu n h t, n u ñ nh kỳ ki m tra tính tan r i thì có th d ñoán ñư c tính ch t c a h t n ñ nh c a công tác b o qu n. Tính tan r i c a h t cũng có quan h ñ n vi c ñóng gói hay xu t nh p kho. H t có tính tan r i l n khi nh p kho h t d di ñ ng và khi xu t kho ñi u v n trong th i gian r t ng n có th n p ñ xe v n chuy n nhanh. Cách xác ñ nh: ð xác ñ nh góc nghiêng t nhiên, ngư i ta ti n hành theo cách sau ñây: Dùng m t bình kh i h p ch nh t có vách h p trư c có th rút lên ñư c. Cho h t vào ñ y th tích h p r i t t rút vách h p trư c lên. H t ch a trong bình s lăn ra ngoài h p v phía trư c và hình thành m t ph ng nghiêng. Dùng thư c ño ñ ño góc t o nên b i m t ph ng nghiêng c a h t và ñáy bình. Cũng có th dùng ph u chia h t cho h t ch y xu ng thành kh i h t hình chóp r i ño góc nghiêng t nhiên t o b i ñư ng sinh và ñư ng kính ñáy c a kh i h t hình chóp nón b ng thư c ño ñ . Trư ng ð i h c Nông nghi p 1 - Giáo trình B o qu n nông s n --------------------------------------------- 28
1.6. H s ma sát c a h t (Coefficient of Friction): H s ma sát c a h t bi u th l c ma sát gi a h t và b m t v t li u ti p xúc v i h t. Khi ch a h t, h t s gây lên v t li u c u t o lên v t ch a m t l c ma sát. L c ma sát này có nh hư ng l n ñ n tính linh ñ ng c a h t khi xu t nh p h t. Cách xác ñ nh: ð h t ñ y vào m t h p h hai ñ u ñư c ñ t trên m t m t ph ng ñư c c u t o b i m t v t l u nào ñó. C ñ nh m t ñ u m t ph ng trong khi t t nâng m t ñ u lên cho t i khi h p ch a h t b t ñ u di chuy n. L c ma sát c a m t ph ng v t li u nh hư ng l n ñ n s di chuy n c a h t. m t ph ng nh n trơn, c ng thì h t di chuy n d hơn m t ph ng xù xì, m m m i. 1.7. Tính t ñ ng phân c p Trong m t kh i h t có nhi u cá th h t có tính ch t khác nhau và có l n t p ch t. Khi kh i h t di ñ ng, toàn b các h t và t p ch t trong kh i ñ u ch u tác d ng t ng h p c a ñi u ki n ngo i c nh, ñ c tính v t lý c a b n thân h t (như hình d ng, t tr ng, ñ nh n c a b m t...) mà phát sinh hi n tư ng phân ph i m i (s s p ñ t l i kh i h t). C th là nh ng h t có tính ch t tương t nhau thì có xu hư ng t p h p cùng m t v trí. Hi n tư ng ñó g i là tính t ñ ng phân c p c a h t. Khi h t t m t ñ cao r i xu ng hình thành kh i h t hình chóp, nh ng h t ch c và t p ch t n ng ñ u t p trung gi a kh i, còn v h t, h ng, t p ch t nh thì phân tán xung quanh chân kh i h t. B ng 5.3. Hi n tư ng t ñ ng phân c p c a h t khi cho vào kho Silo Mu Dung H tñ t H t to H tv Lép C di T p ch t s tr ng (%) nh (%) (%) (%) (%) nh (%) (gr/l) 1 704,1 0,22 0,53 1,84 0,09 0,32 0,15 2 706,5 0,13 0,14 1,90 0,13 0,34 0,50 3 708,5 0,17 0,15 1,57 0,11 0,21 0,36 4 705,5 0,07 0,15 1,99 0,10 0,21 0,35 5 667,5 0,22 0,47 2,22 0,47 1,01 2,14 Chú thích: M u th 1 l y ph n trung tâm kh i h t. M u th 2,3,4 l y các ph n khác c a kh i h t. M u th 5 l y giáp vách kho. T s li u b ng trên, cho th y: H t giáp vách kho ph m ch t th p nh t, dung tr ng và tr ng lư ng tuy t ñ i ñ u th p hơn nh ng nơi khác. H t ñ t, h t v , h t to nh n ñ u t p trung ph n ñ nh và ph n ñáy kh i h t, m t bên và gi a tương ñ i ít còn t p ch t tương ñ i nh khác thì ña s rơi xung quanh kh i h t. Vì v y dung tr ng ñây gi m th p. Khi h t t kho ch y ra cũng phát sinh t ñ ng phân c p như v y. H t tương ñ i ch c và t tr ng l n ñ u tiên ch y ra, sau ñó m i ñ n h t xung quanh và t p ch t nh , k t qu là ph m ch t c a h t trư c và sau khi xu t kho khác nhau. Ngoài ra, trong quá trình v n chuy n, ví d b ng thuy n hay xe hơi, xe ho , hành trình ñư ng dài ñi u ki n luôn luôn rung l c, kh i h t s sinh ra hi n tư ng t ñ ng phân c p, k t qu h t có ph m ch t kém (h t lép l ng), h t b sâu m t và t p ch t nh ñ u t p trung trên b m t. Nh ng h t c d i, h t x u, h t v và các lo i t p ch t ñ c bi t là các t p ch t h u cơ thư ng trao ñ i ch t m nh hơn h t nguyên v n nên chúng r t d b m tr l i, s sinh nhi t và d n ñ n ho t ñ ng c a vi sinh v t h i. Trư ng ð i h c Nông nghi p 1 - Giáo trình B o qu n nông s n --------------------------------------------- 29
Tính t ñ ng phân c p còn làm cho tính ñ ng ñ u c a h t b gi m th p, nh hư ng ñ n ñ chính xác khi l y m u ki m nghi m. Do ñó, nên căn c vào tình hình c th mà ch n v trí l y m u thích ñáng, tăng thêm s m u trên m t t ng và s t ng l y m u. Như v y m i có th ñ m b o tính ñ i di n c a m u ki m nghi m. Bên c nh nh ng khó khăn, tính t ñ ng phân c p cũng có m t có l i (trong làm s ch và phân lo i h t) Phương pháp làm s ch h t ñơn gi n nh t là dùng qu t ñ lo i tách nh ng t p ch t nh . Các máy sàng quay tròn, hay quay m t nghiêng ñ ti n hành làm s ch và phân lo i h t cũng d a trên nguyên t c này. Trong quá trình b o qu n, ñ ñ phòng h t t ñ ng phân c p, t o nên nh ng b t l i nh hư ng ñ n vi c b o qu n, ñ nh các kho hình tháp thư ng có ñ t các chóp nón b ng kim lo i ñ h t ch y qua ñư c phân ph i ñ u ra xung quanh r i m i vào tháp nên h n ch ñư c t ñ ng phân c p. N u như mu n cho h t rơi nhanh hơn thì dùng hình chóp t ñ ng quay. Tương t , các c a xu t h t cũng có th ñ t m t hình chóp, khi h t bên trong di ñ ng, h t gi a v n chuy n cùng kéo theo h t xung quanh ch y ra, khi n cho các ph n h t tr n ñ u nhau, không có hi n tư ng ph m ch t h t chênh l ch ñáng k . 1.8. Tính h p ph ch t khí và hơi nư c a) Tính h p ph ch t khí (Air Absorption) Kh i h t có m t th tích không khí chi m ch . Trong n i b h t t n t i nhi u mao qu n, vách bên trong c a nh ng mao qu n ñó là b m t h u hi u h p ph th khí. Do ñó, kh i h t có kh năng h p ph ch t khí. H p ph ch t khí c a kh i h t thư ng x y ra theo 3 phương th c khác nhau: - H p ph . Trong phương th c này, s h p ph ch t khí ch y u là trên b m t h t. Do ñó, n u di n tích b m t h t l n, kh i h t s h p ph nhi u. - H p thu (hút vào). Phương th c này thư ng do ngưng k t mao qu n (h p th v t lý) ho c h p th hoá h c quy t ñ nh. Kh năng h p ph th khí ñư c g i là dung lư ng h p ph còn lư ng ch t khí mà kh i h t h p ph ñư c trong m t ñơn v th i gian g i là t c ñ h p ph . Dung lư ng h p thu th khí thư ng cao hơn dung lư ng h p ph (20 l n). Th khí b h p ph m t ñi u ki n nào ñó có th gi i phóng m t ph n ho c toàn b ch t khí t trong kh i h t ra xung quanh. Quá trình ñó ñư c g i là quá trình gi i h p ph . T c ñ h p ph và gi i h p ph ñư c quy t ñ nh b i: - Tính ch t hoá h c c a th khí. Th khí càng ho t ñ ng thì t c ñ càng tăng. - Áp su t và nhi t ñ không khí. Áp su t và nhi t ñ không khí càng cao thì t c ñ càng tăng. - K t c u c a b n thân h t và thành ph n hoá h c c a h t. Dung lư ng h p ph ch t khí ph thu c vào: - Th i gian h p ph . H t h p ph th khí b ng cách tích lu d n d n, th i gian ti p xúc gi a h t và th khí càng dài thì dung lư ng h p ph càng cao. - N ng ñ th khí c a môi trư ng. N ng ñ th khí c a môi trư ng càng l n, áp su t th khí gi a môi trư ng và h t chênh l ch càng l n thì dung lư ng h p ph c a h t càng ñư c tăng cư ng. - Tính ho t ñ ng c a th khí trong môi trư ng. N u th khí c a môi trư ng càng ho t ñ ng, h p ph hoá h c c a h t càng m nh (trong b o qu n h t ñư c thông gió lâu, do dư ng khí nhi u có th tăng cư ng ñ hô h p c a h t, tăng t c ñ phân gi i và oxy hoá các v t ch t, d n ñ n s Trư ng ð i h c Nông nghi p 1 - Giáo trình B o qu n nông s n --------------------------------------------- 30
hao h t ch t khô c a h t). B o qu n kín (y m khí) do th khí ít ho t ñ ng nên có th gi m th p dung lư ng h p ph ch t khí. - nh hư ng c a nhi t ñ không khí. Nhi t ñ cao có th khi n các ho t ñ ng sinh hoá c a h t tăng nhanh ñ ng th i cũng tăng tác d ng chuy n hoá v t ch t. - C u t o h t. Nh ng h t có c u t o x p, không nh n có dung lư ng h p ph tương ñ i cao còn h t có c u t o ch t và b m t nh n thì dung lư ng h p ph tương ñ i th p. - Di n tích b m t h p ph . Di n tích h u hi u c a h t càng l n, dung lư ng h p ph càng m nh. H t nh có t l b m t l n nên tính h p ph l n hơn h t to. b) Tính hút m c a h t (Water Absorption) Tính hút m c a kh i h t có ñư c là do k t c u c a h t có nhi u mao qu n và trong thành ph n hoá h c c a h t có các h t keo ưa nư c. Cũng gi ng như tính h p ph ch t khí, tính hút m c a h t cũng bao g m tính h p ph (hút m) và tính gi i h p ph hơi nư c (nh m). Khi h t ñư c t n tr trong môi trư ng nhi u hơi nư c, do áp su t c a môi trư ng l n hơn áp su t nư c trong mao qu n c a h t nên hơi nư c t ngoài không khí ñi vào trong h t. N u áp su t môi trư ng gi m, hơi nư c có th khu ch tán ra ngoài h t cho ñ n khi nư c trong h t ñ t ñ n tr ng thái cân b ng m hay kh i h t có thu ph n cân b ng, quá trình ñó là gi i h p ph . Tính hút m c a h t ph thu c vào thành ph n hoá h c c a h t, k t c u t bào và t l keo ưa nư c c a h t. 20 0 C B ng 6.3. Thu ph n cân b ng c a m t s nông s n Tên nông s n RH (%) 50 60 70 80 90 Thóc 11,4 12,5 13,7 15,2 17,6 Go 12,0 13,0 14,6 16,0 18,7 Ngô 11,9 13,9 15,9 16,9 19,2 ð u tương 7,7 9,1 11,2 16,2 c) Thu ph n cân b ng c a h t (Equilibrium water content). H t trong quá trình b o qu n không ng ng h p ph và gi i h p ph hơi nư c trong không khí. Khi tác d ng h p ph chi m ưu th thì hàm lư ng nư c c a h t tăng và ngư c l i, khi tác d ng ph n h p ph chi m ưu th thì hàm lư ng nư c c a h t gi m. Hàm lư ng nư c c a h t không c ñ nh mà thay ñ i theo ñ m không khí. Nhưng khi áp su t riêng ph n c a hơi nư c trong không khí xung quanh b ng áp su t riêng ph n c a hơi nư c trên b m t c a h t thì thu ph n c a h t lúc ñó ñư c g i là thu ph n cân b ng. Thu ph n cân b ng c a h t có thành ph n hoá h c khác nhau có s sai khác rõ r t. ði u ki n ngo i c nh ch y u nh hư ng ñ n thu ph n cân b ng c a h t là ñ m tương ñ i và nhi t ñ c a không khí. Nhi t ñ c a không khí càng cao thì thu ph n cân b ng c a h t càng th p, còn ñ m tương ñ i c a không khí cao thì thu ph n cân b ng càng cao. Ý nghĩa: Thu ph n cân b ng c a h t cao hay th p có quan h v i ho t ñ ng sinh lý và tính an toàn c a h t khi b o qu n. N u thu ph n cân b ng th p hơn thu ph n an toàn quy ñ nh ñ i v i nó thì b o qu n ñư c lâu dài còn n u thu ph n cân b ng quá cao so v i thu ph n an toàn quy ñ nh ñ i v i nó, ho t ñ ng trao ñ i ch t c a h t m nh hơn. Khi ñó, c n thi t ph i ti p t c phơi s y ñ h t có thu ph n cân b ng th p hơn. S phân b ñ m trong kh i h t: Trư ng ð i h c Nông nghi p 1 - Giáo trình B o qu n nông s n --------------------------------------------- 31
S phân b ñ m trong kh i h t là không ñ ng ñ u. S không ñ ng ñ u này có th do các nguyên nhân sau: - B ph n c u thành h t có thu ph n khác nhau. Trong h t, thư ng thì phôi h t có thu ph n l n nh t sau ñó ñ n n i nhũ và cu i cùng là v h t. - Kh i h t có nhi u h t không hoàn thi n, nhi u t p ch t có thu ph n cao. - Khu v c có h t hô h p m nh, h t nhi m sâu m t, VSV thư ng có thu ph n cao hơn. - ð m không khí ti p xúc không ñ u v i kh i h t. Trong m t kh i h t, thư ng ñáy, rìa và m t kh i h t ch u nh hư ng nhi u nh t c a ñ m không khí còn gi a kh i h t ch u nh hư ng ít nh t. ð b o qu n h t t t, không nh ng c n thu ph n h t th p mà còn c n kh i h t có thu ph n ñ ng ñ u. Do ñó, k thu t làm khô h t ñ ng ñ u c n ñư c chú ý. Sau ñó, c n bao gói th t t t ñ h n ch s hút m c a h t t không khí. 2. Tính d n nhi t c a kh i h t Các tính ch t d n truy n nhi t và m c a kh i h t ph thu c vào xu t x h t, ñ tr ng r ng c a kh i h t, thu ph n h t và môi trư ng không khí xung quanh h t. Chúng ñư c s d ng trong quá trình làm khô h t, thi t k các quá trình x lý nhi t cho h t và còn là cơ s ñ tính toán nhi t và m trong các quá trình n y m m c a h t. 2.1. Tính d n nhi t (Thermal Conductivity) Kh i h t là m t kh i v t ch t trong ñó, không khí là m t d ng v t ch t ñ c bi t nên nó có tính d n nhi t. Hình th c d n nhi t cơ b n c a kh i h t là ti p xúc và ñ i lưu. Các h t ti p xúc nhau nên nhi t năng có th d n d n chuy n d ch t h t này sang h t khác nhưng v i t c ñ r t ch m. Không khí có nhi t ñ cao nh hơn nên theo nguyên t c ñ i lưu, chúng s v n chuy n lên trên cao. H s d n nhi t c a h t là nhi t lư ng qua 1m2 di n tích b m t m t kh i h t dày 1m trong m t gi làm cho nhi t ñ t ng trên và t ng dư i chênh nhau 1 0 C. Do ñó ñơn v c a h s d n nhi t là Kcal/m. gi . 0C. H s d n nhi t c a h t nói chung r t th p. ð i ña s là 0,1 – 0,2 Kcal/m. gi .0C. 200C, h s d n nhi t c a không khí là 0,0217 còn h s d n nhi t c a nư c là 0,510 Kcal/m. gi . 0C. Ý nghĩa: Trong m t kh i h t, nhi t ñ gi a kh i bao gi cũng là cao nh t do ñó h t là l ai d n nhi t kém. Trong b o qu n h t, s d n nhi t kém có hai tác d ng tương ph n. N u nhi t ñ kh i h t tương ñ i th p thì ít và ch m ch u nh hư ng nhi t ñ cao ngoài không khí, h t có th duy trì tr ng thái nhi t ñ n ñ nh trong th i gian tương ñ i dài, ñi u ñó có l i cho vi c b o qu n an toàn. Nhưng khi nhi t ñ ngoài tr i tương ñ i th p, nhi t ñ kh i h t tương ñ i cao, do h t d n nhi t kém nên không th làm l nh h t nhanh, nh hư ng ñ n s s ng hay th m chí làm m t s c s ng h t. Tính d n nhi t kém c a h t là ñi u ki n b t l i, nhưng th c t s n xu t n u bi t kh c ph c thì s có l i. H t thu ho ch ñi u ki n nhi t ñ cao và khô sau khi nh p kho, n u thông gió t t thì nhi t ñ c a h t có th gi m theo s gi m c a không khí mà h t l nh d n. ð n mùa xuân nhi t ñ lên cao, kho ñư c gi tr ng thái kín, như v y tuy mùa hè nhưng h t v n có th duy trì ñư c nhi t ñ th p do ñó có th tránh nh hư ng c a nhi t ñ cao c a mùa hè, ñ m b o tính an toàn c a quá trình b o qu n. Trư ng ð i h c Nông nghi p 1 - Giáo trình B o qu n nông s n --------------------------------------------- 32
Vi c làm khô và làm l nh h t tri t ñ trư c khi nh p kho b o qu n là ñi u ki n tiên quy t ñ m b o b o qu n h t an toàn. Cư ng ñ d n nhi t c a h t ñư c quy t ñ nh b i thu ph n h t, áp l c c a h t và s chênh l ch nhi t ñ c a các ph n khác nhau... Thông thư ng dùng hi u su t d n nhi t ñ bi u th cư ng ñ d n nhi t. Hi u su t d n nhi t là nhi t lư ng truy n qua m t kh i h t ñ ng yên trong m t ñơn v th i gian. Trong th i gian nh t ñ nh, nhi t lư ng qua toàn kh i h t tuỳ theo s chênh l ch nhi t ñ b m t ngoài và b sâu kh i h t mà khác nhau, s chênh l nh nh êt ñ hai t ng r t l n thì nhi t lư ng ñi qua kh i h t cũng l n và hi u su t d n nhi t càng cao. Di n tích b n m t h t càng l n thì t ng nhi t lư ng thông qua kh i h t càng l n, cho nên khi nhi t ñ c a kh i h t th p hơn nhi t ñ bên ngoài, c n thu h p di n tích b m t h t, khi n nhi t ñ c a kh i h t tăng nhanh, còn khi nhi t ñ kh i h t vư t quá nhi t ñ môi trư ng thì c n m r ng thêm di n tích b m t ñ tăng t c ñ phát tán nhi t c a kh i h t. ñi u ki n kín, không thông gió, ñ h ng c a h t càng l n thì truy n nhi t càng ch m còn thu ph n h t càng cao thì kh i h t truy n nhi t càng nhanh. H t khô ráo, k t c u ch t, trong quá trình b o qu n ít ch u nh hư ng c a ngo i c nh còn nh ng h t m ư t, x p thì vi c duy trì nhi t ñ n ñ nh r t khó. 2.2. Nhi t dung riêng (Specific Heat): Là nhi t lư ng c n thi t ñ làm tăng nhi t ñ c a 1kg h t lên 10C. ðơn v c a nhi t dung riêng là Kcal/kg.0C. Nhi t dung l n hay nh quy t ñ nh thành ph n hoá h c và t l thành ph n h t và các t p ch t trong kh i h t. Ví d : Nhi t dung c a tinh b t khô là 0,37 Kcal/kg. 0C, c a Lipit là 0,49, c a xelluloza là 0,32 và c a nư c là 1. Nhi t dung c a nư c l n hơn hai l n so v i nhi t dung c a h t, do ñó h t có hàm lư ng nư c càng cao thì nhi t dung c a chúng càng l n. ð xác ñ nh nhi t dung riêng, có th dùng công th c sau: Cp = Q / m T ñây: Cp - Nhi t dung riêng c a h t Q – Nhi t lư ng c n thi t m – Kh i lư ng v t li u (nông s n). T – S thay ñ i nhi t ñ Khi xác ñ nh ñư c nhi t dung riêng h t ta có th tính ñư c nhi t lư ng c a h t to ra trong th i gian b o qu n và căn c vào nhi t ñ bình quân trong tháng b o qu n ñ ñi ñ n ch xác ñ nh t c ñ làm l nh (mát) h t. H t m i thu ho ch có hàm lư ng nư c tương ñ i cao nên nhi t dung khá l n. N u như không làm khô trư c (làm khô nh ) h t mà tr c ti p làm khô b ng m y s y ngay thì ñ nhi t ñ h t tăng cao ñ n m t nhi t ñ s y nh t ñ nh, nhi t lư ng c n ñ s y cũng tăng cao, t c là năng lư ng tiêu hao l n. Tăng nhi t ñ s y quá cao có th làm cho h t ch t. Do ñó sau khi thu ho ch, phơi h t trên ñ ng ru ng hay hong trên sân phơi m t th i gian (n u có th ) là bi n pháp kinh t nh t, an toàn nh t. Trư ng ð i h c Nông nghi p 1 - Giáo trình B o qu n nông s n --------------------------------------------- 33
CÂU H I C NG C KI N TH C CHƯƠNG III 1. Ý nghĩa c a vi c nghiên c u các tính ch t v t lý và nhi t c a kh i h t là gì? 2. Hãy nêu thu n l i và khó khăn c a m t kh i h t có ñ h ng cao và ngư c l i 3. Góc nghiêng t nhiên c a h t có nh hư ng gì ñ n bao bì và kho tàng ch a ñ ng chúng? 4. Ý nghĩa c a tính h p ph ch t khí và hơi nư c c a kh i h t? 5. Nêu m t ví d nói lên ng d ng t t c a tính h p ph ch t khí c a h t 6. Khi l y m u phân tích, c n l y như th nào ñ có m t m u h t ñ i di n? 7. Thu n l i và khó khăn c a tính d n nhi t kém c a h t là gì? Trư ng ð i h c Nông nghi p 1 - Giáo trình B o qu n nông s n --------------------------------------------- 34