Sử dụng tia hồng ngoại trong quá trình bảo quản thóc

SỬ DỤNG TIA HỒNG NGOẠI TRONG QUÁ TRÌNH BẢO QUẢN THÓC USE INFRARED RAYS IN RICE PRESERVATION LÊ VĂN HOÀNG Trường Đại học Bách Khoa, Đại học Đà Nẵng TÓM TẮT Trong quá trình nhập kho, độ ẩm của thóc không đồng nhất. Với tình hình kho tàng hiện tại, việc bảo quản lâu ngày thường dẫn đến xuất hiện nhiều loại côn trùng, vi sinh vật. Những tổn thất do côn trùng và vi sinh vật trong điều kiện vượt độ ẩm cho phép của thóc bảo quản là rất lớn. Nhưng nếu khối hạt bảo quản được xử lí bằng bức xạ hồng ngoại thì không những côn trùng bị tiêu diệt gần như tuyệt đối, độ ẩm khối hạt nhanh chóng đạt độ ẩm bảo quản cho phép mà chất lượng của khối hạt cũng được bảo giữ tối đa. ABSTRACT As rice is stored in warehouses, its humidity is often homogeneous. Under the current warehouses’ conditions, the long-term preservation usually leads to the appearance of various kinds of insects and microorganisms. The insects and microorganisms that live in the environment with extremely high humidity will damage rice a lot; however, this will not happen if the rice is preserved with infrared rays. Besides, infrared rays can not only destroy insect nearly completely but also help the rice get the standard humidity and the best quality. 1. Giới thiệu Nhiệm vụ cơ bản trong lĩnh vực bảo quản lương thực hiện nay là tăng cường các quá trình công nghệ, bảo giữ chất lượng và ứng dụng các dây chuyền công nghệ được trang bị các phương tiện để điều chỉnh việc tự động hóa các quá trình. Sử dụng tia hồng ngoại để bảo giữ chất lượng lương thực trong quá trình bảo quản là hướng có triển vọng để áp dụng rộng rãi trong kĩ thuật bảo quản hiện tại. Lúa nhập kho thường có độ ẩm không đồng nhất, bảo quản không đúng qui chuẩn dẫn đến xuất hiện nhiều sâu mọt, vi sinh vật dẫn đến tổn thất lớn. Mục tiêu của bài báo nghiên cứu kĩ thuật sấy bằng bức xạ hồng ngoại trong quá trình bảo quản lương thực nhằm hạn chế tối đa sự tổn thất về chất và lượng cuả thóc. 2. Nguyên liệu và phương pháp nghiên cứu 2.1. Nguyên liệu Thóc thí nghiệm lấy trong kho bảo quản ở Chi cục dự trữ Điện bàn có độ ẩm 14,5%, độ nứt 6%. 2.2. Phương pháp nghiên cứu - Xác định hạt rạn nứt, mật độ côn trùng, sức nẩy mầm và khả năng nẩy mầm theo 10 TCVN 136-90. - Nguồn bức xạ được sử dụng để nghiên cứu là loại đèn BGW. - Xác định trường nhiệt độ bằng nhiệt kế. - Độ ẩm được xác định bằng máy KETT, MODEL J311 với độ chính xác 0,1%. - Nhiệt độ sản phẩm sấy được đo bằng nhiệt kế điện tử Hydrometer do Nhật sản xuất với sai số 1%. 3. Kết quả và thảo luận 3.1. Nghiên cứu ảnh hưởng khoảng cách chiếu tới trường nhiệt độ đều Các số liệu được trình bày ở hình 1. h h Trường nhiệt độ 0 250 270 290 310 330 350 Khoảng cách, mm 10 20 30 40 50 60 70 0C Hình 1. Ảnh hưởng của khoảng cách (h) tới trường đều của nhiệt độ Trên đồ thị thấy rằng tăng khoảng cách từ 250 mm đến 350 mm dẫn đến làm giảm trường đều của nhiệt độ từ 680C đến 470C (68, 63, 55, 52, 50 và 470C). 3.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của bức xạ hồng ngoại tới độ nứt và độ nẩy mầm của hạt thóc Để duy trì đều trường nhiệt độ trong quá trình chiếu, chúng tôi thực hiện phương pháp chiếu có đối lưu không khí (tốc độ 1,14-1,24 m/s). - Ảnh hưởng của bức xạ đến độ nứt của hạt lúa. Kết quả thực nghiệm được trình bày trên hình 2. 0 5 10 15 20 25 30 Thời gian chiếu, ph 2 4 6 8 10 Đ ộ nứ t, % 1 2 3 4 1- h=250 mm 2- h=290 mm 3- h=330 mm 4- h= 350mm Hình 2. Ảnh hưởng của khoảng cách chiếu (h) và thời gian chiếu đến độ nứt hạt thóc (bề dày lớp thóc 1 cm) Nhận xét: Thời gian chiếu càng lâu, khoảng cách chiếu càng ngắn, thì độ nứt càng tăng. Ở khoảng cách 250 mm chỉ sau thời gian chiếu 30 phút độ nứt của thóc tăng từ 6 đến 9,8%, điều này bất lợi khi chế biến xay xát gạo. Với khoảng cách 350 mm, sau 30 phút chiếu độ nứt tăng từ 3,5% (9,5-6), nhưng hàm ẩm thay đổi không đáng kể, phải kéo dài thời gian sấy để đạt độ ẩm cân bằng trong quá trình bảo quản. Chọn khoảng cách 330 mm là hợp lí vì nhiệt độ tác động đến bề mặt của hạt dưới 500C, chỉ cần chiếu 10-15 phút độ ẩm của hạt đạt độ ẩm cân bằng (tương ứng với ϕ=70%), độ nứt chỉ tăng 0,7 (6,7-6) đến 0,9% (6,9-6). - Nghiên cứu ảnh hưởng độ dày lớp hạt đến độ nứt. Điều kiện nghiên cứu được tiến hành: khoảng cách 330 mm, trường nhiệt độ chiếu 49-500C. Các số liệu thực nghiệm được trình bày trên hình 3. Độ dày, cm 1 2 3 4 2 4 6 8 10 Đ ộ nứ t % Hình 3. Ảnh hưởng bề dày lớp hạt đến độ nứt của h= 330 mm t0 = 49-500C tchiếu= 15 phút Độ dẫn nhiệt của thóc thấp (λ= 0,106 W/m.0C) cho nên khi độ dày lớp hạt tăng thì nhiệt độ lớp dưới tăng chậm, vì vậy hạt ở các lớp càng dày ít bị nứt hơn. Tăng bề dày từ 1 cm đến 4 cm thì độ nứt giảm từ 6,9 đến 6,2. Điều này có ý nghĩa lớn trong vấn đề giải quyết công nghệ sấy (năng suất, thời gian và độ sấy đều). - Nghiên cứu ảnh hưởng của bức xạ hồng ngoại đến tỉ lệ nẩy mầm của hạt. Kết quả thực nghiệm được trình bày ở bảng 1. Bảng 1. Ảnh hưởng của thời gian chiếu xạ đến tỉ lệ nẩy mầm, % (Bề dày lớp hạt 1 cm). Thời gian chiếu, ph Tỉ lệ nẩy mầm % Trường nhiệt độ, 0C 0 5 10 15 20 25 30 87 87 86 85 79 76 71 Suốt quá trình chiếu không thay đổi, 49-500C. Nhận xét: Trong 15 phút chiếu đầu tiên tỉ lệ nẩy mầm có giảm nhưng không đáng kể (khoảng 2%), nhưng kéo dài thời gian chiếu thì tỉ lệ nẩy mầm giảm nhiều (sau 30 phút giảm 16%). Điều này cần lưu ý khi dùng bức xạ hồng ngoại để bảo quản giống. 3.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian chiếu đến mật độ côn trùng Mẫu thóc thí nghiệm là mẫu thóc có nhiễm côn trùng, mật độ 62 con/ kg, được lấy trong kho bảo quản ở Điện bàn, bề dày lớp hạt thí nghiệm là 1 cm, trường chiếu 49-500C. Thí nghiệm được tiến hành với nhiều mẫu, mỗi mẫu chiếu trong khoảng thời gian khác nhau. Kết quả thí nghiệm được trình bày trên hình 4. Hầu hết các loại mọt gạo đều có vỏ bọc ngoài màu xám đến nâu thẫm, nên rất dễ dàng hấp thụ tia hồng ngoại vì vậy chúng nhanh chóng bị đốt nóng và chỉ trong vòng 10 phút đầu đã bị chết khoảng 75%. Tiếp tục chiếu thêm 5 phút số côn trùng hầu như không còn sống. Điều này chứng tỏ ưu thế của bức xạ hồng ngoại vào lĩnh vực loại trừ côn trùng trong quá trình bảo quản lương thực. 0 5 10 15 20 10 20 30 40 50 60 70 M ật đ ộ cô n trù ng , c om /k g Thời gian chiếu, ph Hình 4.Ảnh hưởng của thời gian chiếu đến mật độ côn trùng 4. Kết kuận Sự tác động của trường nhiệt độ đều 49-500C của bức xạ hồng ngoại trong 15 phút không chỉ duy trì được độ ẩm cho phép của thóc bảo quản mà còn giữ được chất lượng của thóc giống (tiêu diệt côn trùng, tỉ lệ nẩy mầm của lúa và độ nứt của gạo giảm không đáng kể) TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Asselbergs E.A., Mohr W.P., kemp I.G, Studies on the application of infrared in food processing, Food Technol. 14, №9, 1960. [2] Воробъев П.Н., Опыт применения инфракрасных лучей для дезинсекции сушки зерна и крупы, Сообщения и рефераты вниз, 1983. [3] ГИНЗБУРГ А.С., Инфракрасная техника в пищевой промышленности, Москва,1966, Издателъство “Пищевой промышленность”. [4] Стародубцева А.Н., Практикум по хранению зерна, Москва во “Агропромиздат” 1987.