CÔNG NGHỆ SAU THU HOẠCH MÍA

MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH 3 DANH MỤC BẢNG 3 1. Giới thiệu về mía 4 1.1 Tình hình trồng mía trên thế giới hiện nay 5 1.2 Giá trị kinh tế 6 2. Khía cạnh sinh – lý học của cây mía 11 2.1 Thành phần của cây mía 11 2.2 Chu kỳ sinh trưởng 11 2.3 Biến đổi sinh lý, sinh hóa trong quá trình chín 11 2.4 Bảo vệ cây mía 12 2.4.1 Côn trùng hại mía 14 2.4.2 Bệnh than hại mía 14 3. Khía cạnh thu hoạch mía 15 3.1 Các phương pháp xác định lượng đường trong mía trước thu hoạch 15 3.2 Yêu cầu chất lượng mía trước thu hoạch 17 3.3 Xác định thời điểm thu hoạch 17 3.4 Công tác thu hoạch mía 17 TÀI LIỆU THAM KHẢO 23

Trường Đại Học Bách Khoa TP.HCM

Khoa Kỹ Thuật Hóa Học

MỤC LỤC1.1 Tình hình trồng mía trên thế giới hiện nay 51.2 Giá trị kinh tế 6

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 - Saccharum barberi 4

Hình 1.2 - Saccharum bengalense 4

Hình 1.3 - Saccharum sinense (mía lau) 5

Hình 1.4 - Các quốc gia trồng mía và củ cải đường trên thế giới 5

Hình 1.5 – Bã mía 7

Hình 1.6 - Thân cây mía Hình 1.7 – Hình dáng lóng mía 8

Hình 1.8 – Thân mía mới mọc từ mầm mía 9

Hình 1.9 – Lá mía 10

Hình 1.10 – Rễ mía mọc từ thân cây bị đốn 10

Hình 3.1 - Các container vận chuyển mía 19

Hình 3.2 - Mía đường đang được thu hoạch ở Barbados 20

Hình 3.3 – Cắt mía bằng máy 20

Hình 3.4 – Phương pháp thu hoạch mía bằng máy 21

Hình 3.5 – Thu hoạch mía bằng máy cắt 21

DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 – 10 nước sản xuất mía đường hàng đầu năm 2005 6

Bảng 2.1 - Các bệnh và sinh vật hại mía 14

Bảng 3.1 – Các đặc tính chất lượng và hàm lượng cần thiết 18

1 Giới thiệu về mía

Hiện nay trên đất nước ta từ Lạng Sơn đến Cà Mau còn gặp rất nhiều loàimía nguyên thủy - tổ tiên của cây mía công nghiệp hiện nay như

+ Mía gie (S sinense)+ Mía quí (S officinarum)+ Mía dại (S spontaneum)

Ngoài ra, còn 1 số loại mía khác như:

+ Saccharum barberi+ Saccharum bengalense+ Saccharum edule + Saccharum sinense (mía lau)

Hình 1.1 - Saccharum barberi

Hình 1.2 - Saccharum bengalense

Hình 1.3 - Saccharum sinense (mía lau)

1.1

Tình hình trồng mía trên thế giới hiện nay

Khoảng 200 quốc gia và vùng lãnh thổ trồng mía đường và sản xuất khoảng1.324,6 triệu tấn (khoảng nhiều hơn 6 lần sản lượng củ cải đường) Vàonăm 2005, nhà sản xuất mía đường lớn nhất thế giới là Brasil, tiếp theo là

Ấn Độ

Hình 1.4 - Các quốc gia trồng mía và củ cải đường trên thế giới

Bảng 1.1 – 10 nước sản xuất mía đường hàng đầu năm 2005

1.2

Cây mía là nguyên liệu quan trọng của ngành công nghiệp chế biến đường

ăn trên thế giới và là nguồn nguyên liệu duy nhất của nước ta So sánh với một sốcây công nghiệp ngắn ngày khác, cây mía là cây trồng có nhiều ưu điểm và giá trịkinh tế cao, thể hiện ở các mặt dưới đây:

+ Xét về mặt sinh học

Cây mía có chỉ số diện tích lá lớn nên chúng có khả năng lợi dụngcao ánh sáng mặt trời trong quá trình quang hợp (tối đa có thể đạt 5 - 7%) Trongvòng 10 - 12 tháng một hecta mía có thể cho năng suất hàng trăm tấn mía cây vàmột khối lượng lớn lá xanh, gốc, rễ để lại trong đất  cây mía có khả năng tạosinh khối lớn

Khả năng tái sinh mạnh, có thể để gốc được nhiều năm

Khả năng thích ứng rộng, có thể trồng trên nhiều loại đất với cácđiều kiện sinh thái khác nhau, chống chịu tốt các điều kiện bất thuận của tự nhiên,

dễ thích nghi với các trình độ sản xuất và chế biến

+ Xét về mặt sản phẩm

Cây mía là nguyên liệu chính để chế biến đường ăn

Mía và đường còn là nguyên liệu trực tiếp hoặc gián tiếp của nhiềungành công nghiệp như : rượu cồn, bột giấy, gỗ ép (do chứa nhiều cellulose), dược

10 nước sản xuất mía đường hàng đầu - năm 2005

phẩm, thức ăn gia súc, phân bón v.v Các sản phẩm phụ của mía, đường nếu đượckhai thác triệt để giá trị còn có thể gấp 3 - 4 lần giá trị của chính phẩm.

Ngoài sản phẩm chính là đường, những phụ phẩm chính của cây míabao gồm:

Bã mía chiếm 25-30% trọng lượng mía đem ép Trong bã míachứa trung bình 49% là nước, 48% là xơ (trong đó chứa 45-55% cellulose), 2.5%

là chất hoà tan (đường) chuyển thành bảng số liệu Bã mía có thể dùng làm

nguyên liệu đốt lò, hoặc làm bột giấy, ép thành ván dùng trong kiến trúc, cao hơn

là làm ra Furfural là nguyên liệu cho ngành sợi tổng hợp Trong tương lai khi màrừng ngày càng giảm nguồn nguyên liệu làm bột giấy, làm sợi từ cây rừng giảm đithì bã mía là nguyên liệu quan trọng để thay thế

Hình 1.5 – Bã mía

Mật gỉ chiếm 3-5% trọng lượng đem ép Thành phần mật gỉ trungbình chứa 20% nước, đường saccaro 35%, đường khử 20%, tro 15%, protein 5%,sáp 1%, bột 4% trọng lượng riêng  chuyển ra bảng số liệu Từ mật gỉ cho lên

men chưng cất rượu rum, sản xuất men các loại Một tấn mật gỉ cho một tấn menkhô hoặc các loại axit axetic, hoặc có thể sản xuất được 300 lít tinh dầu và 3800 litrượu.Từ một hecta mía tốt với kỹ thuật sản xuất hiện đại của thế kỷ 21 có thể sảnxuất 7000-8000 lít cồn 96° để làm nhiên liệu Vì vậy khi mà nguồn nhiên liệu lỏngngày càng cạn kiệt thì người ta đã nghĩ đến việc thay thế năng lượng của thế kỷ 21

Mía còn là loại cây có tác dụng bảo vệ đất rất tốt Mía thường trồng từtháng 10 đến tháng 2 hàng năm là lúc lượng mưa rất thấp Đến mùa mưa, míađược 4-5 tháng tuổi, bộ lá đã giao nhau thành thảm lá xanh dày, diện tích lá gấp 4-

5 lần diện tích đất làm cho mưa không thể rơi trực tiếp xuống mặt đất có tác dụngtránh xói mòn đất cho các vùng đồi trung du Hơn nữa mía là cây rễ chum và pháttriển mạnh trong tầng đất từ 0-60cm Một ha mía tốt có thể có 13-15 tấn rễ, sau khi

thu hoạch bộ rễ để lại trong đất cùng với bộ lá là chất hữu cơ quý làm tăng độ phìcủa đất.

1.3 Các phần của cây mía

Mía là cây nhiệt đới lâu năm, có chồi ở gốc phát triển thành cây mới Thâncây mía không phân nhánh, cao từ 2-4m hoặc hơn, đường kính thân khoảng 5cm.Các mô tả sau được quan sát ở Saccharum

Thân cây Thân cây rắn, không phân nhánh, mmặt cắt ngang có hình tròn,

xù xì, hoàn toàn phân thành các đoạn riêng biệt, mỗi đoạn gồm có một mắt mía và

1 lóng mía Mắt mía gồm một nụ nằm ở biên, một dải bao quanh chứa các hạtmầm, và một đai sinh trưởng

Nụ có thể tròn, nhỏ và ôm sát thân cây hoặc có thể nhô lên và có đầu nhọntùy vào từng loại mía Ở những giống mía đã biết, rãnh nụ ở trên bề mặt của lóngcây, phía trên nụ Mỗi nụ là một phôi thai nhỏ, cũng có những thân cây là dạng thunhỏ của cây, với các chiếc là nhỏ

Hình 1.6 - Thân cây mía Hình 1.7 – Hình dáng lóng mía

Thông thường, các mắt mía ở cách nhau khoảng 15-25 cm Mắt mía ở gầngốc mía thì gần sát mặt đất, nơi mà chồi mới sẽ mọc lên (cây mía nhân giống từthân cây đã bị đốn).

Hình 1.8 – Thân mía mới mọc từ mầm míaMàu sắc và độ cứng của các thân cây rất khác nhau, chúng có đường kính

từ 2.5-5cm Độ cứng của thân mía bị ảnh hưởng bởi điều kiện sinh trưởng Mỗicây có một lớp biểu bì cứng, bao quanh bằng sáp, bọc quanh các biểu mô mềmhơn Lớp sáp này bảo vệ sự mất nước từ thân cây do sự bay hơi Độ cứng của lớpbọc ngoài còn ảnh hưởng đến khả năng ép mía, khả năng thu hoạch mía bằng tay

Chiều dài và đường kính của lóng mía bị ảnh hưởng bởi những yếu tố như

độ ẩm, nhiệt độ, chất dinh dưỡng là ba yếu tố quan trọng nhất

Màu của thân cây phụ thuộc vào nhiều yếu tố, trong đó có 2 chất màu cơbản là xanh và đỏ anthocyanins có trong biểu mô và màu xanh của chlorophyllstrong các tầng tế bào sâu hơn Khi thân cây không có màu của anthocyanins lẫnchlorophylls thì thân cây có màu vàng Màu thường bị che phủ do các lóng cây bịbao bởi những ống lá

Hình 1.9 – Lá mía

Lá cây gắn với thân ở gốc của mắt mía Mỗi lá gồm 2 phần: phần ống vàphần cạnh lá Phần óng có hình trụ, ở phần dưới rộng hơn phần trên, ôm sát thâncây, có tác dụng bảo vệ cây

Rễ cây Khi thân cây được thu hoạch, 2 dạng rễ sẽ phát triển: rễ từ gốc câycòn lại và rễ từ mầm mía Rễ cây là nơi thu nhận chất dinh dưỡng và còn là nơi đểcây mới mọc lên sau khi cây trước được thu hoạch Vì vậy, việc chặt mía phải thựchiện phía trên đai sinh trưởng của mắt mía gần mặt đất

Hình 1.10 – Rễ mía mọc từ thân cây bị đốn

2 Khía cạnh sinh – lý học của cây mía

2.1

T hành phần của cây mía

Cây mía có khoảng 70% là nước và 30% chất khô

Trong 30% chất khô lại gồm:

- 13 % chất xơ (cellulose, hémicellulose, pectins and lignin)

- 14 % đường (sucrose)

- 3 % đường đơn (mainly glucose and fructose)

2.2 Chu kỳ sinh trưởng

Đối với cây mía, chu kỳ sinh trưởng có thể chia làm 4 thời kỳ chính, đó là :

Thời kỳ mía mọc mầm : Từ khi đặt hom mía trồng đến khi mầm mọc thànhcây con Thời kỳ nàøy cây non mọc lên từ mắt mầm và sống nhờ chất dự trữ tronghom mía Rễ hom (rễ sơ sinh) đồng thời phát triển thực hiện chức năng bám đất,hút nước và hấp thụ một phần dinh dưỡng cung cấp cho cây mía non

Thời kỳ mía đẻ nhánh : Sau khi kết thúc mọc mầm, mía chuyển sang thời

kỳ đẻ nhánh (còn gọi là nhảy bụi, cây có từ 6 - 9 lá) Ở thời kỳ này rễ thứ sinh (còngọi là rễ vĩnh cửu) phát triển mạnh và các nhánh mía con đâm lên từ các mắt mầm

ở gốc của cây mẹ, rồi từ những nhánh cấp hai này tiếp tục mọc các nhánh cấp ba.Thời kỳ đẻ nhánh rất quan trọng vì nó có quan hệ trực tiếp đến mật độ cây, mộttrong hai yếu tố cấu thành của ruộng mía

Thời kỳ mía làm dóng vươn cao : Thời kỳ này bộ rễ phát triển mạnh, số látăng nhanh, các hoạt động sinh lý đạt mức cao nhất và chất khô hình thành được

dự trữ với tốc độ nhanh Thời kỳ mía làm dóng vươn cao quyết định độ lớn củacây mía, một yếu tố cấu thành quan trọng năng suất và chất lượng của ruộng míasản xuất Vì vậy ở thời kỳ này ruộng mía cần được chăm sóc tốt

Thời kỳ mía chín : Ở thời kỳ này tốc độ sinh trưởng chậm lại, tốc độ tíchlũy đường tăng nhanh, ruộng mía đã ổn định về cơ bản số cây và độ lớn Đối vớisản xuất lúc này cần phải thực hiện việc phòng trừ sâu, bệnh và côn trùng gây hại

để đảm bảo năng suất cuối cùng của ruộng mía

2.3

Biến đổi sinh lý, sinh hóa trong quá trình chín

Nhiệt độ: ảnh hưởng đến quang hợp, vận chuyển và quá trình tích lũy đường Nhiệt độ biến đổi trong khoảng 30-40oC, tốc độ quang hợp ở cây mía về cơbản không thay đổi Nhiệt độ quá cao hoặc quá thấp đều làm giảm tốc độ quang hợp.Thời kỳ trồng, mía có thể mọc mầm ở nhiệt độ 15oC, nhưng tốc độ mọc mầm

sẽ tăng lên là tập trung theo độ tăng của nhiệt độ, tốt nhất là trên 20oC Thời kỳ mía đẻ nhánh nhiệt độ cần từ 20-25oC Thời kỳ mía làm dóng vươn cao nhiệt độ trung bình cần trên 23oC và thích hợp là 30-32oC Sự dao động biên độ nhiệt giữa ngày và đêm liên quan tới tỉ lệ đường trong mía Giới hạn nhiệt độ thích hợp cho thời kì mía chin từ 15-20°C Vì vậy tỉ lệ đường trong mía thường đạt ở mức cao nhất cho các vùng có khí hậu lục địa và vùng cao

Ánh sáng : giữ vai trò quan trọng trong các hoạt động sinh lý của cây trồng.

Vì có khả năng tích lũy chất khô cao nên trong quá trình sinh trưởng và phát triểncây mía cần cường độ ánh sáng mạnh Khi cường độ ánh sáng tăng, hoạt độngquang hợp ở bộ lá tăng lên Trong cả chu kỳ sinh trưởng cây mía cần khoảng 2000

- 3000 giờ chiếu sáng, tối thiểu cũng phải từ 1200 giờ trở lên Thiếu ánh sáng, míaphát triển không tốt, hàm lượng đường thấp, cây hút phân kém do đó phân đạm,lân, kali chỉ hiệu quả khi ánh sáng đầy đủ Vì vậy ở vùng nhiệt đới và á nhiệt đớimía vươn cao mạnh nhất khi bắt đầu vào mùa hè có độ dài ngày tăng lên Chính vìvậy, nó là nhân tố quan trọng quyết định năng suất và sản lượng mía

Độ ẩm: mặc dù là cây trồng cạn, mía rất cần nước Trong thân mía chứa trên 70% khối lượng là nước, nên đòi hỏi điều kiện độ ẩm rất cao, nhưng lại sợ úng nước nên đất cần sâu, tơi xốp, thông thoáng khí và đã tháo cạn nước Mía có thể phát triển tốt ở những vùng có lượng mưa từ 1500 – 2000 mm/năm Giai đoạn sinh trưởng mía yêu cầu lượng mưa từ 100-170mm/tháng Khi chín cần khô ráo, mía thu hoạch sau một thời gian khô ráo khoảng 2 tháng sẽ cho tỉ lệ đường cao Bởi vậy các nước nằm trong vùng khô hạn nhưng vẫn trồng mía tốt còn những nơimưa nhiều và phân bố đều trong năm thì việc trồng mía không hiệu quả

Đất trồng: mía là loại cây công nghiệp khoẻ, dễ tính, không kén đất, vậy có

thể trồng mía trên nhiều loại đất khác nhau, từ 70% sét đến 70% cát Có thể trồng mía có kết quả trên những loại đất xốp, ngay cả những nơi đất sét rất nặng cũng như trên đất than bùn, đất hoàn toàn cát, đất chua mặn, đất đồi, khô hạn ít màu mỡ.Đất thích hợp nhất cho mía là những loại đất xốp, tầng canh tác sâu, có độ phì cao,giữ ẩm tốt và dễ thoát nước Yêu cầu tối thiểu với đất trồng là có độ sâu, độ thoángnhất định, độ pH thích hợp là 5,5-7,5 và không vượt quá 4-9

Yêu cầu về địa hình: những vùng đất đai bằng phẳng cơ giới vận tải tương đối thuận lợi đều có thể bố trí trồng mía Ngoài ra người ta có thể canh tác mía ở

cả những vùng gò đồi có độ dốc không lớn lắm ở vùng trung du miền núi Tuy nhiên ở những vùng địa bàn này cần bố trí các rãnh mía theo các đường đồng mức

để tránh sói mòn đất Ngành trồng mía chỉ có thể cho hiệu quả kinh tế cao khi hìnhthành những vùng chuyên canh có qui mô lớn

Các yếu tố khác như gió bão làm cây đổ dẫn đến làm giảm năng suất, giảm phẩm chất của cây Chính vì vậy gió cũng là dấu hiệu quan trọng trong công tác dựbáo lên kế hoạch và chế biến làm sao tốn ít chi phí mà giá trị sản xuất cũng như phẩm chất của mía nguyên liệu vẫn cao

2.4 Bảo vệ cây mía

Dưới các điều kiện không thích hợp, cây mía có thể bị nhiễm các bệnh hoặc bịsinh vật gây hại tấn công Các điều kiện không phù hợp có thể là:

+ Điều kiện thời tiết không phù hợp (quá nóng, quá ẩm ướt, quá khô, bị úngnước)

+ Sự nén đất, gây ra bởi việc sử dụng thiết bị cơ giới không phù hợp

+ Đất thoát nước kém hiệu quả

+ Sự bạc màu của đất, sự thiết các chất dinh dưỡng

+ Các cây mía trồng quá gần nhau.

Bảng 2.1 - Các bệnh và sinh vật hại mía

2.4.1 Côn trùng hại mía

- Bọ hung đen: A Impressicolle

- Bọ hung nâu: Holotrichia sinensis

- Bọ hung xanh: Anomata spBiện pháp phòng trị

- Trồng đúng thời vụ, nhanh gọn

- Cày bừa kỹ, xử lý đầt trước khi trồng

- Vào đầu mùa mưa, xử lý đất kỹ bằng thuốc hóa học dạng bột quanh gốc mía

- Luân canh với cây họ đậu

Rầy đầu vàng hại mía

Tên khoa học : Eoeurysa flavocapitata MuirTên tiếng Anh: Black Leafhopper, Yellow Headed Planthopper

Họ: Muội (Delphacidae)

Bộ: Cánh đều (Homoptera), còn được gọi là rầy đen (Black Planthopper) gây hại trên mía Đây là đối tượng sâu hại ít gây ảnh hưởng kinh tế quan trọng trên mía như các đối tượng sâu hại khác và tương đối dễ phòng trị

Biện pháp phòng trừ

- Trồng mía tập trung ít bị hại hơn trồng lẻ tẻ

- Trồng các giống kháng như: F 177, F 178, ROC 5, ROC 16,

-Có thể phối hợp dầu khóang Citrole 96,3 ND với các thuốc trên với liều 40 cc/bình 8 lít để tăng hiệu lực trừ rầy

-Phun vào sáng sớm, chiều mát, phun kỹ vào đọt non, loa kèn

2.4.2 Bệnh than hại mía

Do nấm Ustilago scitamines H.Sydow gây ra

Bệnh làm đen thân cây mía thường xảy ra ở các vườn mía rậm rạp, độ ẩmcao, bào tử nấm dễ phát sinh và các loài kiến tha bào tử đi làm lây lan

Cách phòng trị: chủ yếu phòng bệnh là chính Nên trồng giống mía khángbệnh cao, thăm vườn thường xuyên, phát hiện cây mía nào bệnh thì nhổ bỏ xavườn, rẫy mía bị hại nặng, không để lưu gốc Nên luân canh vào ba vụ các cây họ

đậu hay cây họ khác họ mía Không lấy lại giống ở các ruộng mía đã bị bệnh Xử

lý hom trước khi trồng bằng Tilt 250ND với nồng độ 0,2‰, ngâm 5 phút vớt ra

3 Khía cạnh thu hoạch mía

3.1 Các phương pháp xác định lượng đường trong mía trước thu hoạch

Một số danh từ, thuật ngữ thường dùng

Bx: viết tắt của chữ Brix, biểu thị trọng lượng biểu kiến của chất rắn hòatan trong 100 phần trọng lượng dung dịch người ta đo bằng phù kế (Brix kế) hay

tỷ trọng kế

Pol: viết tắt của chứ Polaremeter, biểu thị trọng lượng biểu kiến của đườngsaccharose trong 100 phần trọng lượng đường do kết quả đo được bằng máyPolarimet 1 lần theo phương pháp tiêu chuẩn quốc tế

AP: viết tắt của chứ Apparent Purity, biểu thị độ tinh khiết đơn giản củadung dịch đường Còn có nghĩa là tỉ lệ % của saccharose (hay Pol) trên toàn phầnchất rắn hòa tan trong dung dịch đường

100

Pol AP Bx

GP: viết tắt của chữ Gravity purity, biểu thị độ tinh khiết tọng lực trongdung dịch đường, hay là tỉ lệ trọng lượng saccharose trong toàn bộ trọng lượngchất rắn hòa tan

*100

Sacc GP

Bx

=

Chữ đường: là chỉ số % đường mía thương mại dùng để mua mía, thường

ký hiệu CCS (commercial cane sugar), được xác định theo công thức thực nghiệmcủa Úc được sử dụng từ năm 1899 tại phòng thí nghiệm Queens Land

với P = Pol nước mía ban đầu

B = Bx nước mía ban đầu

F = xơ mía (%): chất khô không hòa tan trong nước nằm trong tổ chức cây míađem so với mía

Trước khi chuẩn bị vào vụ sản xuất, phải có công tác kiểm tra độ chín củamía trên đồng, xác định hàm lượng đường rong cây mía, thành phần xơ mía,… để

có số liệu sơ bộ tính toán hiệu quả kinh tế, quyết định ngày giờ mở máy vào vụsản xuất Thông thường có 2 cách kiểm tra:

+ Kiểm tra độ chín của mía bằng refractometer cầm tay

- Lấy mẫu cây mía để kiểm tra

- Dùng mũi khoan có kèm theo máy refractometer cầm tay,chích vào 3 điểm của cây mía mẫu được chọn Một điểm ở gốc cây mía, lấy nướcmía cho vào lăng kính của refractometer, điều chỉnh cho đường ranh giới được rõ