CHƯƠNG 5 KHO BẢO QUẢN HẠT

Như đã phân tích ở phần trên cácyếu tố ảnh hưởng tới đống hạt cĩ thể kể đến như thời tiết mưa bão, độ ẩm, nhiệt độ,bức xạ mặt trời, sự xâm nhập ăn hại hạt của vi sinh vật, cơn trùng và c

Chương năm: Kho bảo quản hạt

Bảo quản hạt là một trong những nhu cầu cấp thiết của nông nghiệp nước tahiện nay Hạt có thể bảo quản dạng hở hay bảo quản trong kho

Bảo quản dạng hở là dạng bảo quản rẻ tiến nhất nhưng kém an toàn nhất Khibảo quản dạng hở, mọi nguyên nhân làm tổn thất hạt đều có thể xảy ra như chimchóc, gặm nhấm, côn trùng, vi sinh vật ăn hại hại; thời tiết tác động xấu tới cảđống hạt do đó biện pháp bảo quản hở chỉ thực hiện ngắn ngày trước khi đưa hạtvào kho bảo quản thời gian dài hơn Tuy nhiên biện pháp bảo quản này ngày càng

ít được áp dụng Bảo quản hở có thể có hay không có mái che Ở các nước có khíhậu khô ráo hay trong mùa khô, có thể áp dụng bảo quản hở không mái che Nếucó vài cơn mưa rào nhỏ và ngắn thì chỉ là ướt lớp hạt bên ngoài và sau đó ánhnắng mặt trời sẽ làm khô hạt trở lại Ở các nước xứ lạnh, hạt còn có thể được vùidưới tuyết, nhờ nhiệt độ lạnh tăng cường khả năng bảo quản hạt Để hạn chế tácđộng trực tiếp của bức xạ mặt trời, trong bảo quản hở, người ta có thể dựng cácmái che đơn giản như tôn, rơm, lá…

Hình 5.1: Bảo quản hạt trong bao và có tấm phủ

Để có thể bảo quản hạt lâu dài hơn cần phải đầu tư xây dựng kho Hiện nay,các kho bảo quản hạt không những được cơ giới hoá mà còn được tự động hoá rấthiện đại nhằm đạt được hiệu quả cao nhất trong việc duy trì chất lương hạt

5.1 Chức năng kho bảo quản hạt

Nhà kho là một phương tiện kỹ thuật nhằm bảo quản hạt Chức năng chính củakho lương thực là ngăn chặn các ảnh hưởng xấu của mơi trường tới đống hạt, giảmthiểu tối đa tổn thất về chất lượng và số lượng hạt Như đã phân tích ở phần trên cácyếu tố ảnh hưởng tới đống hạt cĩ thể kể đến như thời tiết mưa bão, độ ẩm, nhiệt độ,bức xạ mặt trời, sự xâm nhập ăn hại hạt của vi sinh vật, cơn trùng và các động vậtkhác Vì vậy, muốn bảo quản tốt, trước khi vào kho hạt cần qua một số quá trình xử lýnhư làm sạch, làm khơ hay kích thích tăng nhanh quá trình chín sau thu hoạch…nêncác tại kho bảo quản hạt sẽ cĩ thêm các thiết bị nhằm đảm bảo các chức năng trên

5.2 Phân loại kho : Cĩ nhiều cách phân loại kho dựa trên cấu tạo, mục đích

sử dụng, thời gian bảo quản hạt…

5.2.1. Phân loại kho dựa trên cấu tạo kho: Tùy vào tỷ số giữa diện tích vàchiều cao của kho mà ta cĩ kho đứng (silo) kho bằng hay kho ngầm

a Kho bằng khi chiều cao đống hạt trong kho tối đa là 4m Kho bằng cĩ thể chứa

hạt dạng đổ đống (kho cuốn) hay dạng hạt đĩng bao (kho A1, A2, A3) Kho bằngthường cĩ dạng hình khối chữ nhật nhưng ở một số nước, kho bằng cĩ dạng hình trụ

312

(Bin storage) Trong trường hợp này, tuỳ thuộc độ cao của khối trụ mà kho bằng đượcxem là kho đứng (Deep bin)

b Kho silo chứa hạt dạng đổ rời với chiều cao kho có thể từ 6 – 40m

c Kho ngầm là kho đựơc đào ngầm xuống mặt đất và cũng bảo quản hạt chủ yếu

dạng đổ rời

Hình 5.2: Kho bằng

Hình 5.3: Silo chứa hạt

Hình 5.5: Phân biệt giữa kho bằng và silo dạng trụ

5.2.2. Dựa trên mục đích bảo quản ta cĩ thể phân loại kho thành kho bảo quảntạm hạt tươi trên đồng, kho bảo quản hạt giống, kho bảo quản lương thực cho người,kho chứa hạt nguyên liệu cho các nhà máy chế biến, kho trung chuyển trong buơnbán, xuất nhập khẩu, kho bảo quản hạt cho an ninh lương thực…

a. Kho thu mua: gần nơi sản xuất nguyên liệu, năng suất loại kho nhỏ, có thiết

bị xử lý chất lượng hạt (làm khô, làm sạch, phân loại) Mức độ cơ giới tùy thuộctừng vùng Thời gian bảo quản tương đối ngắn

b. Kho trung chuyển: đặt ở các đầu mối giao thông, thường là các thành phố(kể cả đường sắt, đường bộ, đường thủy) Nhiệm vụ của kho là tiếp nhận nguyênliệu ở các nơi đưa đến, đồng thời phân phối đi các nơi còn thiếu Dung lượng kholớn và xuất nhập quanh năm Mức độ cơ giới trong vận chuyển cao

c. Kho xuất nhập khẩu: Xây dựng ở các cảng biển Dung lượng không lớn(tính cho dung tích của tàu) Mức độ cơ giới cao để rút ngắn thời gian xuất, nhập.Đảm bảo có thể nhập dạng bao hoặc dạng rời

d. Kho dự trữ của nhà nước (2 loại): kho dự trữ quốc phòng và dự trữ thiên taihoặc điều hòa giá cả Loại kho này đặc biệt kiên cố

e. Kho của nhà máy chế biến: yêu cần dự trữ tối thiểu là 1 tháng theo năngsuất của nhà máy, để đảm bảo sản xuất liên tục

f. Kho thương nghiệp: Hạt được vận chuyển ra vào liên tục

5.2.3. Dựa trên mức độ cơ giới hố khi xuất và nhập hạt, kho được phân thành

a Kho thủ cơng: xuất và nhập hạt hồn tồn bằng sức người

314

b Kho bán cơ giới một trong hai cơng đọng xuất và nhập hạt được thực hiện thủ

cơng, cơng đoạn cịn lại được thực hiện bằng máy

c Kho cơ giới hố: trong quá trình xuất và nhập hạt vào kho có sự hỗ trợ của

máy móc, thiết bị vận chuyển: băng tải, gàu tải, trục tải, vít tải…Có 2 loại kho cơgiới: kho có thiết bị gia công chất lượng (máy sàng, máy sấy, máy phân loại, máyrửa hạt) và kho không có thiết bị gia công chất lượng

d Kho tự động hố: hệ thống gồm các tòa nhà và công trình với các thiết bị,

máy móc phục vụ cho gia công và bảo quản chất lượng bằng tự động hóa hoàntoàn

5.2.4. Dựa trên thời gian bảo quản ta cĩ loại kho bảo quản ngắn ngày, trungbình và kho bảo quản hạt dài ngày

Khi xây dựng kho, dựa vào mục đích sử dụng kho, thời hạn cần bảo quản, nhu cầulượng hạt tối đa cần bảo quản, khả năng cung cấp nguyên liệu và nhất là tình hìnhkinh tế trong thời điểm xây dựng và cho tương lai để quyết định quy mơ và loại kho

5.3 Các yêu cầu chung của kho bảo quản hạt

5.3.1 Yêu cầu về cấu trúc kho

 Kho phải cĩ dung tích đủ lớn thích hợp với lượng hạt cần bảo quản trong thờigian dự tính

 Kho phải chống thấm tốt cả ở mái, trần nhà, tường và sàn chống dột và chốngdẫn ẩm do mao dẫn

 Kho nên cĩ cấu trúc kín để tránh xâm nhập của khơng khí ẩm, các vsv, cơntrùng chim, chuột từ mơi trường ngồi, đồng thời cĩ thể xơng khí sát trùng khi cần

 Kho phải cách nhiệt tốt, chống bức xạ mặt trời ở mái và chống đọng sương dothay đổi nhiệt ở tường và sàn nhà

 Kho cĩ khả năng thốt nhiệt dễ nhờ thơng thống tự nhiên hay cưỡng bức đểthốt nhiệt khi cần

 Kho dễ dàng vận hành, theo dõi, quan sát hàng ngày và cĩ khả năng xử lýnhanh chĩng các tình huống xấu diễn ra như hiện tượng bốc nĩng, đọng ẩm…

 Kho cĩ cấu trúc thích hợp chống hoả hoạn, bão, lũ và an tồn tuyệt đối chonhân viên phụ trách kho

5.3.2 Yêu cầu về khu đất xây dựng và bố trí tổng mặt bằng kho

 Hướng kho chọn sao cho bức xạ nhiệt mặt trời nhỏ nhất Thường là chiều dàikho theo hướng đơng – tây ở vùng nhiệt đới và hướng bắc nam ở vùng ơn đới Khonên ở trên hướng giĩ so với các nhà máy tạo mùi và nằm cuối hướng giĩ chủ đạo sovới khu dân cư

 Nền đất cần chọn cĩ độ cứng thích hợp để chịu lực nén của kho và khối hạttrong kho Khu đất cần đủ rộng rãi, quang đãng, nên hơi nghiêng khoảng 2 -50 đểthốt nước mưa

 Môi trường xung quanh kho nên giữ quang đãng, không có cây cối, không bịngập nước, không gần bãi rác…

 Nên có đường vào và ra riêng biệt cho các phương tiện vận chuyển

5.4. Áp lực hạt trên thành kho

Hạt sẽ tạo nên thành và đáy kho một áp lực Chiều cao đống hạt càng lớn thì áp lựccủa hạt lên thành và đáy kho càng cao Xác định được áp lực của hạt lên thành và đáykho là một vấn đề cần phải quan tâm khi thiết kế và vận hành kho nhằm tránh làm tổnthương nguyên liệu ở đáy của đống hạt và tránh các hư hỏng đối với kho Áp lực lênthành kho (PW) được chia thành 2 phần nhỏ: Áp lực theo phương thẳng đứng (PV) và

áp lực theo phương ngang (PL) Tỷ số giữa áp lực theo phương ngang và phương đứngđược ký hiêu là K

Hình 5.7: Lực tác dụng lên thành kho của khối chất lỏng và khối hạt rời

316

Trong silo chứa đầy hạt lực tác động trên thành thiết bị có dạng như hình Áp lựctrên thành thíêt bị sẽ tăng nhưng tốc độ tăng giản dần theo chiều cao của đống hạt, và

áp lực tăng mạnh tại vùng nối giữa thành kho và phễu thoát liệu Tại phễu thoát liệu,

áp lực cũng sẽ giảm dần theo chiều của vật liệu thoát Áp lực trên phễu thoát cũng phụthuộc vào cấu trúc của phễu và độ rời của hạt

Hình 5.8: Lực tác dụng trên thành silo chứa đầy hạt (lực tác dụng chung trên thành

kho và thành phần lực tác dung theo phương đứngMột điều cần lưu ý là khi tháo liệu, áp lực của hạt trên thành phễu thoát liệu sẽ thayđổi

Hình 5.9: Mối tương quan giữa góc nghiêng tự nhiên của hạt với thành thiết bị

Hình 5.10:Lực tác động lên thành silo khi có và không có hạt

Áp lực hạt trên thành và đáy kho phụ thuộc vào nhiều yếu tố như chiều cao hạt, khốilương riêng biểu kiến của đống hạt, độ ẩm góc nghiêng tự nhiên…Janssen từ năm

1878 đã đưa ra công thức tính toán áp lực hạt trên thành và đáy kho chứa hạt dạngtròn (deep bin) Ngày nay, đã có nhiều nhiều tác giả đưa ra các công thức khác nhau

để xác định áp lực này cho các dạng kho và các dạng hạt khác nhau Tuy nhiên, côngthức của Janssen vẫn còn được sử dụng khá phổ biến để tính kho

K: Tỷ số giữa áp lực theo phương ngang và theo phương đứng

h: Chiều sâu của lớp hạt (từ mặt trên đến điểm đang xét)

R: Diện tích của sàn kho/chu vi

’= tan ’: Hệ số ma sát giữa hạt và tường kho

 = tan  : Hệ số ma sát giữa hạt và hạt

 và ’: Góc nghiêng tự nhiên và góc trượt

Năm 2003, M Guaita, A Couto và F Ayuga đã nghiên cứu tác động lực trên silochứa hạt có dạng như hình với các loại hạt có góc ma sát trong khác nhau Các

hạt được nghiên cứu bao gồm lúa mì Tây ban nha giống Camacho có góc ma sát trong 22°; giống Anza có góc ma sát trong 23° ; đại mạch Tây ban nha giống Hatif có góc

ma sát trong 25° và hạt hướng dương có góc ma sát trong 29°

Hình 5.11:Cấu trúc của silo nghiên cứu HS: chiều cao silo, T, Chiều cao phễu thoátliệu; H, Chiều cao phần hình trụ; R, bán kính silo; A, Chiều cao phần hàn nối giữatrụ và đáy; RT, Bán kính cửa thoát liệu; ECC, Độ lệch tâm của phễu thoát liệu; α, β,Góc nghiêng của phễu với phương ngang

Hạt lương thực là các hạt vật liệu rời, tuy nhiên do hạt ẩm và có thể liên kết với nhau

do đó bên trong kho chứa hạt, nhất là các silo có chiều cao lớn sẽ xuất hiện các vùng

mà do áp lực cao hơn, khối hạt bị nén chặt hơn và có các tính chất gần giống như chấtdẻo, ta gọi đó là các “vùng giả dẻo” Ảnh hưởng của góc ma sát trong của hạt và độlệch của phễu thoát liệu đến các “vùng giả dẻo” trong silo do M Guaita nghiên cứuđược trình bày trong hình 5.9, 5.10 và 5.11

Kết quả cho thấy hạt có góc ma sát trong càng lớn thì “ vùng giả dẻo” trong kho cànggiảm Khi hạt có góc ma sát trong 280, “vùng giả dẻo” còn rất ít Do đó trong bảoquản hạt, giảm độ ẩm và giảm tạp chất giúp làm tăng độ rời

Hình 5.12:Phân bố “vùng giả dẻo” trong silo chứa hạt có góc ma sát trong là 22°

và độ lệch của phễu thoát liệu lần lượt là: (a) 0%; (b) 20%; (c) 40%; (d) 60%; (e) 80%; and (f) 100%

Hình 5.13:Phân bố “vùng giả dẻo” trong silo chứa hạt có góc ma sát trong là 25°

và độ lệch của phễu thoát liệu lần lượt là: (a) 0%; (b) 20%; (c) 40%; (d) 60%; (e) 80%; and (f) 100%

322

Hình 5.14:Phân bố “vùng giả dẻo” trong silo chứa hạt có góc ma sát trong là 29°

và độ lệch của phễu thoát liệu lần lượt là: (a) 0%; (b) 20%; (c) 40%; (d) 60%; (e) 80%; and (f) 100%

Hình 5.15:Áp lực của hạt trên thành kho và trên phễu tháo liệu phụ thuộc vào góc

ma sát trong của hạt Φ: , Φ=22°; , Φ=25°, , Φ=28°, , Φ=30°, , Vật liệu dẻo tiêu chuẩn Góc của phễu tháo liệu cân bằng, lệch 60% và lệch 100%

Từ đó ta nhận thấy, càng về đáy, áp lực hạt trên thành càng lớn và phân bố không theoquy luật của áp suất thuỷ tĩnh Vì vậy, việc xây dừng kho, nhất là silo cần phải tínhtoán kỹ áp lực để tránh làm biến dạng kho

5.5 Kho bằng :

Ở Việt nam dạng kho phổ biến nhất là kho bằng do ưu thế về giá thành xây dựngthấp, không có các yêu cầu cao về trang thiết bị hay trình độ của công nhân vận hànhkho Tuy nhiên bảo quản bằng kho bằng có nhược điểm không bảo đảm độ kín, chốnglại các ảnh hưởng xấu của môi trường ngoài Có thể bảo quản hạt dạng bao hay dạngđống hạt trong kho bằng Cấu tạo chung của kho bằng đựơc trình bày trong hình

Hình 5.16:Cấu tạo chung của kho bằng

Hình 5.17:Các kích thước chung của một kho chứa hạt thông thường

324

Hình 5.18:Các kho chứa hạt liên tiếp nhau tạo thành cụm kho

5.5.1 Các yêu cầu trong xây dựng kho bằng

a Mái kho :

Mái kho là bộ phận quan trọng nhất của nhà kho Yêu cầu cơng nghệ của mái kho

là cần chịu được sức giĩ, tránh được mưa, nắng, dột và ảnh hưởng của bức xạ mặt trờihay hiện tượng đọng sương của lớp hạt trên bề mặt đống hạt Mái thường được xâydựng bao gồm một khung mái và các vật liệu lợp mái Khung mái thường được làmbằng gỗ hay thép Các vật liệu lợp cĩ thể bằng tơn, ngĩi, nhựa xi măng… và cả bằngrơm, lá tùy điều kiện kinh tế và khí hậu từng vùng Đơi khi mái xây dạng “cuốn”khơng cĩ khung mà xây bằng 1 lớp gạch nghiêng và một lớp gạch nằm và phía trênlợp ngĩi Ở điều kiện nhiệt đới, lượng nhiệt truyền vào trong kho phần lớn là bức xạmặt trời truyền qua mái, nếu kết cấu và vật liệu làm mái khơng thích hợp cĩ thể làmtăng nhiệt độ khí ngay dưới mái quá cao gây hư hỏng cho lớp hạt gần mái

Tiêu chuẩn Việt nam đặt ra các yêu cầu về mặt kết cấu của kho bằng gồm:

 Mái kho bằng cần phải nguyên vẹn và nếu luật địa phương cho phép thì nên cĩmàu nhạt hay bề mặt cĩ khả năng phản xạ cao ở mặt trên để tránh hấp thụ nhiệt

 Mái khơng được cĩ rầm cái, và cố gắng tránh khơng nên cĩ trụ đỡ nếu là máiphẳng cần cĩ độ dốc đễ thốt nước mưa Ở vùng nhiệt đới, mái quét hắc ín để tránhthấm và có mái chìa rộng làm tăng cách nhiệt

 Mái phải làm bằng chất cách nhiệt tốt, khơng bị đọng nước và phịng chốngđựơc các phá hoại do chim, gặm nhấm, cơn trùng, vi sinh vật các vật liệu làm máibao gồm ngĩi lợp, ngĩi đá đen, ngĩi xi măng amiăng, vải quét bitum, sắt tây, nhơmtấm, tấm lợp ximăng amiăng lượn sĩng và bê tơng trát vữa

 Dưới mái kho nên cĩ lớp trần cách nhiệt, tuy nhiên cần lưu ý kiểm sốt cácsinh vật gây hại sống trên trần

 Toàn bộ ống dẫn nước từ máng mái phải đặt bên ngoài, không được lắp ốngdẫn bên trong kho, vì đó vừa là nơi sinh sống của sâu mọt và sinh vật nhỏ và vừalà đường đi lại cho loài gặm nhấm và nếu có những chỗ hỏng thì nước mưa có thểlàm hỏng hạt

Hình 5.19:Cấu tạo của một mái kho thông thường

Người ta cĩ thể phân dạng mái kho thành các dạng sau :

 Dựa theo cấu trúc của mái ta cĩ mái vịm và mái phẳng, : Mái vịm là dạng mái cĩcấu trúc dạng parabol hay dạng bán cầu cịn mái phẳng thì cĩ dạng tấm phẳng Máiphẳng cĩ thể là một mái hay nhiều mái

 Dựa vào độ nghiêng của mái ta cĩ mái bằng và mái dốc Mái được xem là bằngkhi độ nghiêng của mái so với mặt phẳng là nhỏ hơn 50 Nếu độ nghiêng lớn hơn

50 sẽ được gọi là mái dốc Độ đốc của mái phụ thuộc nhiều vào thời tiết và vật liệulợp mái Ở vùng nĩng, ít mưa thì nên làm mái bằng, cịn ở các vùng nhiều mưa,mái nên cĩ độ dốc cao để thốt nước nhanh

326

Hình 5.20:Các dạng cấu tạo khung của mái kho

Để thuận tiện cho vấn đề thơng giĩ cho kho, trên mái kho cĩ thể thiết kế các lỗ thơng giĩ Ỵêu cầu của các lỗ thơng giĩ là cĩ thể mở ra khi cần thơng giĩ và đĩng kín khi chấm dứt quá trình thơng giĩ Tránh hiện tượng dột hay thấm ẩm vào kho Một vài dạng cấu trúc của ống thơng giĩ được trình bày trong hình

Hình 5.21:Một vài dạng của cửa thông gió trên mái nhà có thể đóng mở được (A) Cửa lá sách và (B) Ống chất dẻo có thể kéo lên bịt kín lỗ thông gió được xây dựng tại các kho chứa hạt ở Ấn độ

Hình 5.22:Một vài dạng của cửa thông gió dưới mái nhà có thể đóng mở được Mái cần lắp các chi tiết chống chuột xâm nhập như lưới bịt tại các lỗ thông hơi,các đầu hồi, nơi các rầm nhà cần phải bịt kín bằng kim loại tránh chuột gặm…

328