ẨM ĐỘ HẠT - MÁY SẤY NÔNG LÂM

1. ẨM ĐỘ HẠT

1.1. Định nghĩa:

·  Ẩm độ hạt là tỷ lệ giữa khối lượng nước có trong hạt và khối lượng hạt, ký hiệu M %. Nếu khối lượng hạt kể cả phần nước và chất khô ta có ẩm độ tính theo cơ sở ướt (Mw %), nếu chỉ kể phần chất khô ta có ẩm độ tính theo cơ sở khô (Md %), thể hiện qua công thức:

Với:            Gn = khối lượng nước chứa trong hạt, kg

        Gk  = khối lượng chất khô của hạt, kg

                  G   = khối lượng hạt (nước + chất khô), kg.

Ẩm độ cơ sở ướt Mw được dùng phổ biến trong sản xuất hay trong các giao dịch thương mại, trao đổi nông sản. Ẩm độ cơ sở khô Md thường sử dụng cho mục đích tính toán hay nghiên cứu khoa học, vì lượng chất khô về cơ bản không đổi trong nhiều quá trình thay đổi ẩm độ của ngũ cốc, giúp quá trình tính toán đơn giản hơn.

·  Giữa ẩm độ cơ sở ướt và ẩm độ cơ sở khô có thể chuyển đổi qua các quan hệ sau:

Cần lưu ý:  Theo định nghĩa trên, ta luôn có Mw < 1, nhưng Md có thể < 1 hay > 1, tùy khối lượng nước có trong hạt ít hơn hay nhiều hơn khối lượng chất khô của hạt. Ví dụ, cà phê sau thu hoạch thường chứa lượng nước khá cao, có ẩm độ xác định theo cơ sở ướt là 60% nhưng tính theo cơ sở khô là Md = 150%.

1.2. Đo ẩm độ hạt

Ẩm độ hạt có thể xác định bằng phương pháp trực tiếp hay phương pháp gián tiếp.

a)  Phương pháp trực tiếp:

Nguyên tắc chung là dùng nhiệt tạo quá trình bốc hơi, xác định lượng nước chứa trong hạt để tính ẩm độ. Theo nguyên tắc này phổ biến hiện nay là phương pháp tủ sấy và phương pháp hồng ngoại.

·  Phương pháp tủ sấy (Oven Methods):

Đặt hộp mẫu chứa lượng hạt nhất định vào tủ sấy có nhiệt độ không đổi trong thời gian nhất định để hạt được sấy đến khô kiệt, cân xác định lượng nước mất đi và tính ẩm độ (cơ sở ướt hoặc cơ sở khô).

Hình 1.1: Tủ sấy mẫu xác định ẩm độ hạt

Hình (1.1) là tủ sấy mẫu thông dụng cho mục đích xác định ẩm độ hạt (và cho nhiều sản phẩm khác), hoạt động theo nguyên tắc sấy đối lưu, cung cấp nhiệt bằng điện trở, có thể cài đặt và điểu chỉnh nhiệt độ sấy trong khoảng 0 ÷ 300oC, với sai số ±1oC. 

Đây là phương pháp chính xác nhất ( ± 0,2% ) và là phương pháp chuẩn thường dùng so sánh với các phương pháp khác. Nhược điểm là phải mất nhiều thời gian (nhiều giờ) để xác định được ẩm độ nên thường sử dụng ở phạm vi phòng thí nghiệm hay phục vụ cho mục đích nghiên cứu.

Ví dụ 1.1: Đo ẩm độ hạt bằng phương pháp tủ sấy

Cần lưu ý:

• Cân sử dụng cho phương pháp tủ sấy phải có độ chính xác ít nhất ± 0,01 g.
• Lượng hạt, nhiệt độ và thời gian sấy đều được qui định theo tiêu chuẩn quốc gia, có thể khác nhau giữa các nước, ngay trong một nước cũng có thể có nhiều tiêu chuẩn (bảng 1.1), vì thế khi trình bày hay báo cáo kết quả, thường phải ghi rõ tiêu chuẩn đã sử dụng.

      Bảng 1.1:  Khối lượng, thời gian và nhiệt độ chuẩn để xác định ẩm độ

Loại hạt	Nhiệt độ sấy (oC)	Thời gian (h)	Khối lượng mẫu (gram)	Tiêu chuẩn
Lúa	103	17	15 ¸ 100	CSSA
Bắp (hạt)	130 ¸ 133 99 ¸ 100	38 72 ¸ 96	25 ¸ 45 25 ¸ 30	TCVN 4846-89 AOAC
Đậu phộng	130	6	200	ASAE

·  Phương pháp hồng ngoại (Infra-red lamp Method)

Điểm khác của phương pháp này là nhiệt dùng bốc hơi nước cung cấp bởi đèn hồng ngoại, quá trình sấy, cân đo, tính kết quả ẩm độ đều được hiển thị ngay trên thiết bị. Ngoài ra, khối lượng mẫu được qui định bởi nhà chế tạo thiết bị và thời gian sấy không theo tiêu chuẩn định trước.

Hình 1.2: Đo ẩm độ bằng đèn hồng ngoại

                                                               1. Đĩa cân                8. Thang chia ẩm độ

                                                               2. Nhiệt kế               9. Chỉ thị ẩm độ

                                                               3. Đĩa đựng mẫu     10. Núm đặt vị trí zéro

                                                               4. Đèn hồng ngoại  11. Chỉ thị cân

Hình (1.2) là thiết bị đo ẩm độ hạt loại hồng ngoại. Khi đo,  lượng mẫu nhất định đặt ở đĩa đựng mẫu 3, cân bằng với quả cân ở đĩa cân 1 (hiệu chỉnh bởi chỉ thị cân 11). Dưới tác dụng nhiệt từ đèn hồng ngoại 4, nước bốc hơi, khối lượng mẫu giảm dần, làm dịch chuyển thang chia ẩm độ đồng hồ chỉ thị. Khi thang chia ẩm độ 8 dừng hẳn, mẫu đã được sấy khô hoàn toàn, chỉ thị ẩm độ 9 sẽ cho biết giá trị ẩm độ (cơ sở ướt) của mẫu.

Phương pháp này cũng cho độ chính xác cao và có ưu điểm đọc ngay được kết quả (khoảng sau vài mươi phút), nhưng giá thành thiết bị còn cao. Ở Việt Nam, loại này thường sử dụng ở các nhà máy, công ty lớn hay cơ sở nghiên cứu.

b)  Phương pháp gián tiếp:

Điện trở hoặc điện dung của hạt thay đổi tùy theo lượng nước có trong hạt tức ẩm độ hạt. Dựa vào tính chất này, ẩm độ hạt có thể xác định gián tiếp thông qua việc đo điện dung hoặc điện trở của hạt. Hình 1.3 là hai dụng cụ đo ẩm độ loại điện dung (a) và điện trở (b) được dùng khá phổ biến trong sản xuất hay giao dịch mua bán nông sản ở Việt Nam.

         

                                (a)                                                                                                     (b)

                                  Hình 1.3: Thiết bị đo ẩm độ hạt gián tiếp, (a) loại điện dung, (b) loại điện trở.

Ưu điểm của các phương pháp gián tiếp là nhanh, đọc được ẩm độ sau vài giây. Nhược điểm là độ chính xác không cao, vì còn tùy thuộc hình dạng, kích thước, độ bẩn… Ở khoảng ẩm độ thấp, sai số có thể chỉ  ± 0,3%, nhưng ở khoảng ẩm độ cao (rất ướt) sai số có thể đến  ± 3%. Ngoài ra, hai loại này chỉ sử dụng cho một số loại hạt nhất định, trong đó loại điện trở chỉ đo được ẩm độ của vài loại hạt như lúa và gạo.

1.3. Công thức tính lượng nước bốc hơi

·  Một lượng hạt G1 ở ẩm độ đầu Mw1 (%), sấy xuống ẩm độ cuối Mw2 (%), lượng nước trong hạt đã mất đi tính theo công thức: 

1.4. Tầm quan trọng của ẩm độ hạt

·  Ẩm độ khối hạt là yếu tố quyết định thời gian bảo quản hạt. Điều này liên quan đến hoạt động phát triển của nấm mốc khi bảo quản. Kết quả nghiên cứu từ nhiều nguồn, tóm tắt qua bảng (1.2) cho thấy, trong khoảng 13 ¸ 20%, sai biệt mỗi % ẩm độ hạt sẽ ảnh hưởng đến sự gia tăng hay giảm bớt sự hình thành và phát triển nấm mốc trong khối hạt.

Do vậy, ứng với mỗi giá trị ẩm độ khác nhau, thời gian bảo quản tương ứng cho từng loại hạt thường được khuyến cáo từ các tổ chức chuyên môn (hình 1.4) hay qui định theo tiêu chuẩn quốc gia (bảng 1.3).

·  Ẩm độ khối hạt là chỉ tiêu quan trọng trong việc mua bán nông phẩm. Mỗi % sai biệt ẩm độ thấp hơn đều dẫn đến thua thiệt cho người bán. Ví dụ, một nhà sản xuất bán 10 tấn lúa theo hợp đồng là 15% nhưng thực tế là 13% sẽ bị lỗ ≈ 235 kg H2O có giá trị tương đương giá lúa, nghĩa là lỗ 470.000 đ nếu giá lúa là 2.000 đ/kg. Một tàu xuất 10.000 tấn gạo có ẩm độ 1% thấp hơn hợp đồng, sẽ làm nhà xuất khẩu bị thiệt khoảng 400 triệu đồng, giả sử giá gạo là 250 USD/tấn.

  Bảng 1.2: Ẩm độ hạt và khả năng phát triển nấm mốc  

Ẩm độ hạt			Loại nấm
Ngũ cốc	Đậu nành	Đậu phộng
13,0  ¸ 14,0	12,0  ¸ 13,0	5,0  ¸ 6,0	Aspergillus halophilicus
14,0 ¸ 15,0	13,0  ¸ 14,0	6,0  ¸ 7,0	A. restrictus, A. glaucus, Wallemia sebi
14,5 ¸ 16,0	14,0  ¸ 15,0	7,0  ¸ 8,0	A. candidus, A. ochraceus và các loại trên
16,0 ¸ 18,0	15,0  ¸ 17,0	8,0  ¸ 10,0	A. flavus, penicillium, và các loại trên
18,0  ¸ 20,0	17,0  ¸ 19,0	10,0  ¸ 12,0	Penicillium và các loại trên

Bảng 1.3: Ẩm độ hạt và thời gian bảo quản ( TCVN 153 - 1991)

Loại hạt	Độ ẫm (%)	Dạng bảo quản	Thời gian BQ an toàn
Lúa	£ 13   > 13 ¸ 14   > 14 ¸ 15 > 15 ¸ 16	Đổ rời Đóng bao Đổ rời Đóng bao Đóng bao Đóng bao	Không quá 12 tháng -nt- Không quá 6 tháng -nt- Không quá 2 tháng Không quá 15 ngày
Gạo	< 14 > 14 ¸ 15	Chỉ BQ trong kho	Không quá 6 tháng Không quá 1 tháng
Bắp (hạt)	£ 12,5   > 12,5 ¸ 13,5	Đổ rời Đóng bao Đóng bao	Không quá 12 tháng -nt- Không quá 6 tháng
Khoai mì lát	£ 13	Đổ rời Đóng bao	Không quá 6 tháng -nt-

Days of Storrage @ 0.5% DML (Paddy)

Hình 1.4: Ẩm độ lúa và thời gian BQ an toàn (SEARCA, 1980)