Tìm hiểu quy trình công nghệ sản xuất gạo

Từ năm 2005 trở lại đây sản lượng lúa gạo có xu thế tăng dần.Ngoài việc tăng diện tích trồng lúa thì việc ứng dụng khoa học kỹthuật vào nông nghiệp bằng việc tạo ra những giống lúa mới c

TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP HCM

KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

-00 -MÔN: CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN & KSCL LƯỢNG THỰC

ĐỀ TÀI: TÌM HIỂU QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT

GẠO

PHÂN CÔNG NHIỆM VỤ

LỜI MỞ ĐẦU

Lương thực giữ vai trò rất quan trọng trong đời sống của conngười và trong chăn nuôi 75% năng lượng dùng cho hoạt độngsống của con người và gia súc là do lương thực cung cấp Trong

đó, nguồn lương thực chính không thể không nhắc đến đó là lúagạo

Việt Nam là đất nước nông nghiệp, lịch sử phát triền của ViệtNam gắn liền với lúa nước Dù cho ngày nay, các ngành côngnghiệp rất phát triền nhưng lúa gạo luôn là ngành hàng có kimngạch xuất khẩu cao nhất

Có thể nhận thấy rằng lúa gạo giữ một vai trò rất quan trọng đốivới nền kinh tế cũng như đời sống của Việt Nam nói riêng và thếgiới nói chung Chính vì thế, nhóm chúng em đã đi vào tìm hiểu

và báo cáo đề tài “Tìm hiểu về quy trình công nghệ sản xuất gạo

từ thóc” Mong rằng qua bài tiểu luận này, người đọc sẽ có nhữnghiểu biết sơ lược về quy trình sản xuất gạo trên quy mô côngnghiệp

MỤC LỤC

PHÂN CÔNG NHIỆM VỤ II LỜI MỞ ĐẦU III MỤC LỤC IV MỤC LỤC HÌNH ẢNH VI MỤC LỤC BẢNG BIỂU VII

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ LÚA GẠO 1

1 TÌNH HÌNH SẢN XUẤT VÀ TIÊU THỤ LÚA GẠO 1

1.1 Tình hình sản xuất và tiêu thụ lúa gạo trên thế giới 1

1.1.1 Sản xuất 1

1.1.2 Tiêu thụ 2

1.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ lúa gạo ở Việt Nam 2

1.2.1 Sản xuất 2

1.2.2 Tiêu thụ 4

2 GIỚI THIỆU VỀ CÂY LÚA GẠO Ở VIỆT NAM 4

3 NGUYÊN LIỆU THÓC 4

3.1 Cấu tạo 4

3.2 Phân loại thóc 5

CHƯƠNG 2: CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN GẠO TỪ THÓC 6

1 QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 6

2 CÁC CÔNG ĐOẠN CHÍNH TRONG QUY TRÌNH SẢN XUẤT GẠO TỪ THÓC 6

2.1 Làm sạch nguyên liệu 6

2.1.1 Mục đích và yêu cầu 6

2.1.2 Phương pháp làm sạch 7

2.1.3 Những nguyên tắc chung để thiết lập sơ đồ làm sạch nguyên liệu 7

2.1.4 Các thiết bị làm sạch 8

2.1.4.1 Sàng tạp chất 8

2.1.4.2 Sàng đá 9

2.1.4.3 Máy phân ly từ tính 10

2.1.5 Hiệu suất của quá trình làm sạch 11

2.2 Xay thóc 11

2.2.1 Khái niệm chung 11

2.2.2 Các thiết bị xay 11

2.2.2.1 Máy xay đôi trục cao su 11

2.2.2.2 Máy xay trục đứng đĩa dưới quay 13

2.2.3 Máy xay khí động 14

Nguyên lý hoạt động: 14

2.2.4 Đánh giá hiệu suất xay và các yếu tố ảnh hưởng 15

2.3 Phân loại hỗn hợp xay 16

2.3.1 Phân loại các sản phẩm phụ trong hỗn hợp xay 16

2.3.2 Phân loại hỗn hợp thóc gạo lật 17

2.3.2.1 Mục đích 17

2.3.2.2 Thiết bị phân chia 18

2.4 Xát gạo lật 24

2.4.1 Khái niệm chung 24

2.4.2 Đánh giá hiệu suất xát gạo và các yếu tố ảnh hưởng tới gạo 25

2.4.2.1 Tính chất của gạo lật 25

2.4.2.2 Đặc điểm của thiết bị 25

2.4.2.3 Quản lý kỹ thuật và chế độ làm việc của thiết bị.26 2.4.3 Các thiết bị xát gạo 26

2.4.3.1 Máy xát trục đứng 26

2.4.3.2 Máy xát trục ngang 28

2.4.4 Thành phần hóa học của các sản phẩm xát 29

2.5 Xoa, đánh bóng gạo 31

2.6 Phân loại và kiểm tra sản phẩm 32

2.7 Thành phẩm 37

2.8 Đóng gói 37

TÀI LIỆU THAM KHẢO 39

MỤC LỤC HÌNH ẢNH

Hình 1: Sản lượng và diện tích thu hoạch lúa gạo toàn cầu (2006

-2015) 1

Hình 2: Tình hình tiêu thụ gạo ở các quốc gia 2

Hình 3: Bảng thống kê phân bố diện tích và sản lượng lúa gạo cả nước (2000 - 2013) 3

Hình 4: Bảng các thành phần hóa học của thóc 5

Hình 5: Quy trình sản xuất gạo từ lúa 6

Hình 6: Cấu tạo sàng tạp chất 8

Hình 7: Cấu tạo máy sàng đá 10

Hình 8: Sơ đồ cấu tạo máy phân ly từ tính 10

Hình 9: Cấu tạo máy xay đôi trục cao su 12

Hình 10: Cấu tạo máy xay trục đứng đĩa dưới quay 13

Hình 11: Máy xay khí động 14

Hình 12: Sơ đồ phân loại sản phẩm phụ trong hỗn hợp xay của máy xay đôi trục cao su kết hợp máy hút trấu 17

Hình 13: Bề mặt làm việc của sàng Pakis 18

Hình 14: Sơ đồ tổng hợp 2 sàng Pakis 19

Hình 15: Sơ đồ tổ hợp sàng phân loại Pakis 20

Hình 16: Sơ đồ nguyên lý của sàng tự chọn 22

Hình 17: Sơ đồ tổ hợp hệ sàng tuần hoàn đơn giản 23

Hình 18: Sơ đồ nguyên tắc tổ hợp hệ sàng tuần hoàn phức tạp .23 Hình 19: Sơ đồ nguyên lý của máy xát trục đứng 26

Hình 20: Sơ đồ nguyên lý của máy xát trục ngang 28

Hình 21: Trục xát đặt lêch tâm với bầu xát 29

Hình 22: Thành phần hóa học của gạo một số nước trên thế giới .30

Hình 23: Sơ đồ kiểm tra cám 33

Hình 24: Sơ đồ kiểm tra và phân loại tấm 34

Hình 25: Sơ đồ phân loại và kiểm tra sản phẩm 35

Hình 26: Sơ đồ kiểm tra trấu 36

Hình 27: Sơ đồ kiểm tra trấu 36

Hình 28: Máy đóng gói gạo 38

MỤC LỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1: Sự thay đổi thành phần hóa học của gạo trong quá trình

xát 30

Bảng 2: Thành phần hóa học của gạo xát và tấm 31

Bảng 3: Hàm lượng vitamin trong sản phẩm xát 31

Bảng 4: Chỉ tiêu chất lượng các loại gạo 37

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ LÚA GẠO

1 TÌNH HÌNH SẢN XUẤT VÀ TIÊU THỤ LÚA GẠO

1.1 Tình hình sản xuất và tiêu thụ lúa gạo trên thế giới

1.1.1 Sản xuất

Lúa gạo là một loại lương thực quan trọng đối với 3,5 tỷ người,chiếm 50% dân số thế giới Theo thống kê của tổ chức lương thựcthế giới FAO năm 2015 sản lượng lúa gạo đạt 749,1 triệu tấn tăng1% so với năm 2014 (741,8 triệu tấn) và có xu thế tăng trongnhững năm tiếp theo

Sản lượng lúa gạo tại châu Á chiếm tới 90,4% toàn thế giới, tức

là 677,7 triệu tấn Tỷ lệ này vẫn đang liên tục tăng vì vấn đề dân

số gia tăng ở khu vực này Theo thống kê, sản lượng lúa gạo caochủ yếu nhờ sản lượng tăng mạnh tại Trung Quốc, Ấn Độ, TháiLan, Pakistan và Việt Nam Trong đó, sản lượng lúa gạo của ViệtNam năm 2015 đạt tới 44,7 triệu tấn

Sản lượng lúa gạo tại Châu Phi đạt 28,7 triệu tấn, tăng 0,8% sovới sản lượng năm 2014 Sản lượng tăng tại các nước Tây Phi đã

bù đắp những thiếu hụt do sự suy giảm tại một nước ở Đông vàNam Phi

Tại vùng trung Mỹ và Caribe sản lượng lúa gạo duy trì ở mức ổnđịnh 3 triệu tấn Vùng nam Mỹ sản lượng lúa gạo đạt 25,4 triệutấn năm 2015 tăng 2,7% so với cùng kỳ năm 2014 Sản lượng lúagạo tại châu Âu giữ ở mức ổn định đạt 4,1 triệu tấn năm 2015

Hình 1: Sản lượng và diện tích thu hoạch lúa gạo toàn cầu 2006 - 2015

1.1.2 Tiêu thụ

Tiêu thụ gạo thế giới dự báo sẽ tăng 1%, trong đó thêm nhiềunhất ở Ấn Độ và Trung Quốc Sử dụng gạo làm lương thực chiếmphần lớn tổng tiêu thụ Tại một số khu vực, nơi tiêu thụ gạo trungbình người nhìn chung đã ở mức cao, nhất là tại Châu Á, ngườidân giảm dùng gạo trong các bữa ăn (ví dụ như tại Hàn Quốc,Nhật Bản) Trái lại, ở nhiều nước Châu phi, tiêu thụ gạo vẫn tiếptục tăng, nhất là ở các khu vực đô thị

Hình 2: Tình hình tiêu thụ gạo ở các quốc gia

1.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ lúa gạo ở Việt Nam

1.2.1 Sản xuất

Việt Nam là một nước nhiệt đới gió mùa có chiều dài bờ biển lêntới 3000km, địa hình phức tạp nhiều sông núi, do đó hình thànhnhiều vùng canh tác lúa khác nhau Căn cứ vào điều kiện tựnhiên, tập quán canh tác, sự hình thành mùa vụ và phương phápgieo trồng, nghề trồng lúa nước được hình thành và chia ra là 3vùng chính: đồng bằng sông Hồng, đồng bằng ven biển miềnTrung và đồng bằng Nam Bộ.

Theo bảng thống kê diện tích và sản lượng lúa của cả nước,nhận thấy rằng bắt đầu từ năm 2000 đến năm 2007 diện tíchtrồng lúa giảm từ 7.666 nghìn ha xuống 7.207 nghìn ha và từ năm

2007 trở đi diện tích trồng lúa có xu hướng tăng trở lại và đạt7.899 nghìn ha vào năm 2013 Diện tích của vụ lúa mùa có xuhướng giảm dần, còn diện tích của vụ đông xuân thì tăng dầntheo từng năm Diện tích vụ hè thu giữ ở mức ổn định và bắt đầu

có xu hướng tăng từ năm 2010

Từ năm 2005 trở lại đây sản lượng lúa gạo có xu thế tăng dần.Ngoài việc tăng diện tích trồng lúa thì việc ứng dụng khoa học kỹthuật vào nông nghiệp bằng việc tạo ra những giống lúa mới cónăng suất cao, chống chọi được với nhiều loại sâu bệnh cũng gópphần nâng cao sản lượng lúa gạo của cả nước

Theo số liệu thống kê cứ mỗi tấn lúa tạo ra khoảng 200kg vỏtrấu (vỏ trấu chiếm khoảng 20% khối lượng thóc) Như vậy, trungbình hàng năm thế giới tạo ra khoảng 150 triệu tấn vỏ trấu, lượngtrấu của Việt Nam khoảng 8,94 triệu tấn chiếm khoảng 5,96%lượng trấu thế giới Hiện nay, lượng trấu này vẫn chưa được tậndụng một cách hợp lý nhất là ở những nước đang phát triển, trong

đó có Việt Nam Phần lớn vỏ trấu được đốt hoặc đổ thẳng ra hệthống kênh mương gây ô nhiễm môi trường

Sản lượng lúa gạo của thế giới nói chung và Việt Nam nói riêngđang có xu hướng gia tăng, điều đó đồng nghĩa với việc lượng vỏ

trấu thải ra ngày càng nhiều Do đó, tìm một giải pháp xử lý hiệuquả vỏ trấu là một bài toán hết sức cấp bách Từ yêu cầu thựctiễn trên nhóm đề tài dưới sự chủ trì của PGS TS Nguyễn Văn Tư(Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội) đã nghiên cứu và hoàn thiệnphương pháp chế tạo than hoạt tính từ vỏ trấu Đề tài khôngnhững giải quyết được vấn đề ô nhiễm môi trường mà còn giúpngười dân trồng lúa có cơ hội nâng cao thu nhập góp phần vàoviệc phát triển nền kinh tế quốc gia.

Hình 3: Bảng thống kê phân bố diện tích và sản lượng lúa gạo cả nước (2000

-2013)

1.2.2 Tiêu thụ

Trong những năm gần đây thì tình hình tiêu thụ lúa gạo không cóbiến động lớn, mặc dù quy mô dân số vẫn ngày càng tăng cao vàgạo vẫn được coi là nguồn lương thực thiết yếu, trong khi nhu cầulúa gạo cho những nhu cầu khác như làm thức ăn chăn nuôi cũngtăng lên rất lớn Nguyên nhân là do đời sống người dân ngày đượcnâng lên nên lượng gạo trong khẩu phần của mỗi gia đình đãgiảm xuống

Chính nhờ sự ổn định về tiêu thụ gạo trong nước sẽ tạo điều kiệncho những doanh nghiệp trong nước yên tâm đầu tư công nghệ,nâng cao chất lượng gạo, tích cực tìm kiếm thị trường xuất khẩu,nâng cao thương hiệu gạo Việt Nam trên trường xuất khẩu, nângcao thường hiệu gạo Việt Nam trên trường quốc tế.

2 GIỚI THIỆU VỀ CÂY LÚA GẠO Ở VIỆT NAM

Văn minh lúa nước là những nền văn minh cổ đại xuất hiện từcách đây khoảng 10.000 năm tại vùng Đông Nam Á và Nam TrungHoa Nền văn minh này đã đạt đến trình độ đủ cao về các kỹthuật canh tác lúa nước, thuỷ lợi, phát triển các công cụ và vậtnuôi chuyên dụng Chính sự phát triển của nền văn minh lúa nước

đã tạo điều kiện thuận lợi cho sự ra đời của những nền văn hoáđương thời như Văn hóa Hemudu, Văn hóa Đông Sơn, Văn hóaHòa Bình,… Cũng có những ý kiến cho rằng, chính nền văn minhlúa nước là chiếc nôi để hình thành cộng đồng dân cư có lốisống định cư định canh và các giá trị văn hoá phi vật thể kèmtheo, đó chính là văn hóa làng xã

Cây lúa nước chỉ có thể phát triển tốt khi sống ở những khu vựckhí hậu phù hợp như các vùng nhiệt đới và đặc biệt tốt, năng suấtcao khi hàng năm các con sông lớn như sông Hồng, sông Mã,…mang theo một lượng phù sa mới, bồi đắp hàng năm vào các mùanước lũ

Thóc đưa vào chế biến có nhiều giống loại khác nhau, với nhữngđặc điểm cấu trúc cơ học và tính chất hóa lý khác nhau Nhữngđặc điểm chính là: Độ bền của mối liên kết giữa vỏ trấu và nhân;Khả năng chống lại các lực cơ học của nhân trong quá trình xayxát; Tính đàn hồi và độ bền của vỏ trấu trước và sau gia côngnước nhiệt; Ảnh hưởng của sự chênh lệch độ ẩm giữa vỏ và nhântới hệ số xay; Mối liên hệ giữa hệ số xay tới tỷ lệ gạo, độ lớn và độđồng nhất và nguyên liệu và thành phẩm; Làm ẩm, hấp, sấy, làmnguội làm thay đổi tính chất cấu trúc cơ học của hạt; Hàm lượngtinh bột trong thóc chiếm 73,85% và 85,99% trong gạo lật; Dướitác động của nhiệt độ, tác nhân sấy, ẩm,… lớp vỏ ngoài ẩm nhỏhơn, nội nhũ dễ rạn nứt; Gia công nước nhiệt giúp tinh bột hồ hóahàn gắn vết nứt.

Hình 4: Bảng các thành phần hóa học của thóc

3.2 Phân loại thóc

- Hiện tại Việt Nam chưa có hệ thống phân loại thóc chính thức

- Tổ chức quốc tế nghiên cứu về lúa thuộc FAO (họp năm 1958) đãtổng hợp và đưa ra 2 hệ thống phân loại thóc:

+ Phân loại thóc, gạo và các sản phẩm chế biến theo danh mụccác loại giống Cách phân loại này được áp dụng ở những nước có

ít giống lúa như ở Mỹ, Italia,…

+ Phân loại thóc, gạo và các sản phẩm chế biến theo các dấuhiệu bên ngoài như cỡ hạt, hình dạng và trọng lượng,… Cách

phân loại này được áp dụng ở những nước có nhiều giống lúa Ấn

Độ, Myanmar,…

CHƯƠNG 2: CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN GẠO TỪ THÓC

- Tách các tạp chất không mong muốn ra khỏi khối hạt

- Tăng năng suất và cải thiện độ bền thiết bị nhờ nguyên liệuđược làm sạch

- Dễ dàng điều khiển thiết bị nhờ sự đồng nhất hơn về thành phầnnguyên liệu lương thực đưa vào sơ chế

- Đảm bảo chất lượng của sản phẩm sau sơ chế.

- Yêu cầu: Lượng tạp chất <2%

2.1.2 Phương pháp làm sạch

Trong khối hạt thường lẫn các loại tạp chất sau:

+ Tạp chất nhẹ: cọng rơm, túi lưới, hạt lúa lép, bụi đất,…

+ Tạp chất đất đá, sỏi,…

+ Tạp chất kim loại

Các loại tạp chất sẽ được thu hồi theo các phương pháp sau: + Tạp chất nhẹ hơn hạt thóc có thể được thu hồi bằng phươngpháp hút hoặc sàng

+ Tạp chất lớn và bé nặng hơn hạt thóc được thu hồi bằng sàng + Tạp chất có cùng kích thước nhưng nặng hơn hạt có thể thuhồi theo phương pháp phân ly theo trọng lượng

+ Các vụn kim loại được thu hồi bằng phương pháp sàng phân lytheo trọng lượng hoặc bằng nam châm vĩnh cửu hay nam châmđiện

2.1.3 Những nguyên tắc chung để thiết lập sơ đồ làm sạch nguyên liệu

Kết hợp gia làm sạch và phân loại nguyên liệu theo giống, loại,

độ ẩm và các chỉ tiêu chất lượng khác Không cho phép lẫn cáchạt khác giống, loại

Công đoạn làm sạch của nhà máy xay thóc gồm các khâu chính:Cân thóc đầu đưa vào chế biến; Tách tạp chất rác; Đập râu; Táchtạp chất hạt; Tách tạp chất khoáng; Phân loại theo cỡ hạt; Cânthóc đã làm sạch và đưa sang công đoạn xay; Kiểm tra và phânloại phế liệu

Qua sàng quạt lần một khối hạt cần được tách hết tạp chất lớn,hơn 80% tạp chất nhỏ và nhẹ, chủ yếu đây là phế liệu không cógiá trị sử dụng (không dùng cho thức ăn gia súc), sau đó khối hạtqua nam châm để tách tạp chất kim loại từ tính

Sàng lần hai và ba chủ yếu là tách hạt nhỏ, lép và tạp chất nhỏ phế liệu thức ăn gia súc, cần qua kiểm tra.

Những loại thóc có râu, cần đưa qua máy đập râu bố trí giữasàng lần 2 và lần 3

Nếu khối thóc có tỷ lệ hạt nhỏ tương đối cao, có thể bố trí sànglần 3 vừa làm nhiệm vụ làm sạch vừa làm nhiệm vụ phân loại ra 2

÷ 3 phần, sau đó gia công riêng từng phần một

Máy chọn hạt nên đặt sau máy gắn đá để tránh mòn bề mặt làmviệc của máy

Ở khâu cuối thóc qua quạt để tách nốt bụi và hạt nhẹ qua namchâm; Sang cân và sang công đoạn gia công nước nhiệt hoặccông đoạn xay Theo số chỉ của cân thóc đầu và thóc sạch, xácđịnh lượng tạp chất tách ra trong quá trình làm sạch

2.1.4 Các thiết bị làm sạch

2.1.4.1 Sàng tạp chất

- Nguyên lý: Dựa trên sự khác nhau về bề dày và chiều rộng củahạt thóc để tiến hành tách hạt chất có kích thước lớn hơn hạt, cácchất bụi bẩn ra khỏi khối hạt

- Cấu tạo: Hai mặt sàng bằng tấm kim loại, có đục lỗ, đặt hơinghiêng Mặt sàng trên có lỗ đường kính lớn nhằm giữ tạp chấtnằm lại trên mặt sàng Mặt sàng dưới có lỗ nhỏ hơn nhằm để chocát, bụi hạt cỏ và các tạp chất nhỏ lọt qua

Sàng chuyển động nhờ cơ cấu lệch tâm lắp trên trục chuyểnđộng chính Tần số giao động của sàng bằng vận tốc quay củatrục chuyển động, khoảng 300 ÷ 400 vòng/phút

- Nguyên lý hoạt động: Thóc được cung cấp vào đầu A của máy,vào sàng thứ nhất Do sàng giao động, các phần tử nằm trên sàng

là những tạp chất lớn, được tháo ra theo cửa D Các phần tử cònlại lọt xuống sàng dưới Sàng thứ 2 có đường kính lỗ nhỏ hơn sàngthứ nhất, cấu tử trên sàng là thóc sạch, cấu tử dưới sàng là cáctạp chất nhỏ Thóc sạch được đưa ra cửa B, tạp chất nhỏ rơixuống tấm đáy rồi đưa ra ngoài bằng cửa C

- Ưu điểm: Cấu tạo đơn giản, dễ điều chỉnh

- Hạn chế: Sàng hở nên môi trường xung quanh bị ô nhiễm; Sàngthứ hai dễ bị nghẽn vì lỗ quá nhỏ nên giảm hiệu quả làm sạch,nhất là đối với hạt nhỏ; Các tạp chất có cùng kích thước như hạtthóc không được tách ra

2.1.4.2 Sàng đá

- Nguyên lý: Sạn, đá có kích thước tương tự nhưng trọng lượng lớnhơn thóc, vì vậy dùng phương pháp phân ly theo trọng lượngriêng để tách chúng ra khỏi thóc hoặc gạo

- Cấu tạo: Gồm 1 sàng hình chữ nhật, có lỗ hình chữ nhật, đặtnghiêng Lỗ sàng không phẳng, một cạnh chiều dài có gờ, dùng

để giữ đá sạn nằm lại Sàng chuyển động lên xuống nhờ một cơ

Hình 6: Cấu tạo sàng tạp chất: 1 - Hỗn hợp vào; 2 - Mặt sàng; 3 - Chân sàng; 4 - Tấm gạt liệu; 5 - Cửa quan sát; 6 - Bộ phận hút bụi

cấu hình bình hành, nhận chuyển động từ cơ cấu lệch tâm Mộtquạt đẩy được đặt phía dưới sàng nhằm tạo thành luồng gió đẩycác phần tử nằm trên mặt sàng

Hình 7: Cấu tạo máy sàng đá: 1 - Phểu tiếp liệu; 2 - Khung máy; 3 - Ống xả đá; 4 - Mặt sàng; 5 - Hình bình hành điều chỉnh độ nghiên mặt sàng; 6 - Đoạn thẳng điều chỉnh hình bình hành; 7 - Quạt thổi

- Nguyên lý hoạt động: Hỗn hợp hạt đưa vào giữa sàng Luồngkhông khí thổi dưới sàng làm cho cả hạt thóc và sạn đều nhảytưng trên sàng Do tỷ trọng sạn lớn hơn thóc nên thóc được thổilên trên, sạn nằm phía dưới và được gờ của lỗ giữ lại, thóc nằmtrên nên khi sàng chuyển động đi xuống sẽ trượt xuống cùngsàng Khi sàng chuyển động đi lên, các hạt sạn được chuyển lênđỉnh sàng Các hạt thóc to, chắc mẩy cùng chuyển động đi lên vớisạn được quạt lắp dưới sàng thổi cho chuyển động ngược lại Sạn

đá được gom vào vị trí và xả vào ống xả khi dùng tay nâng nắplên.

2.1.5 Hiệu suất của quá trình làm sạch

ntd=100

n td: Hiệu suất làm sạch tương đối

M: Phần trăm tạp chất trong nguyên liệu trước lúc làm sạch

N: Phần trăm tạp chất trong nguyên liệu sau lúc làm sạch

2.2 Xay thóc

2.2.1 Khái niệm chung

- Xay thóc là công nghệ quan trọng trong các nhà máy

- Mục đích của quá trình xay thóc là bóc lớp vỏ trấu của thóc đểthu gạo lật

- Như đã biết, hạt thóc có độ bền liên kết giữa vỏ và nhân cao nên

có khả năng chống lại các lực tác dụng trong quá hình xay xát Vìvậy trong điều kiện bình thường vỏ trấu không dễ dàng bị táchkhỏi nhân Muốn tách nó đòi hỏi phải tác dụng một lực cơ học đủlớn

- Những máy thực hiện quá trình bóc vỏ trấu của hạt thóc gọi làmáy xay Nhiệm vụ chủ yếu của quá trình xay là phá vỡ một cáchtối đa mối liên kết vỏ - nhân trong mỗi lần hạt đi qua máy xay,đồng thời phải tránh làm nhân bị vỡ nát

- Hiện nay trong các nhà máy sản xuất gạo chúng ta đang sửdụng phổ biến 2 loại máy xay là máy xay đôi trục cao su và máyxay trục đứng đĩa dưới quay

2.2.2 Các thiết bị xay

2.2.2.1 Máy xay đôi trục cao su

Hình 9: Cấu tạo máy xay đôi trục cao su: 1 - Phễu tiếp nhiên liệu; 2 - Lõi gang rulo; 3 - Lớp cao su; 4 - Bộ phận điều chỉnh khe hở giữa 2 trục roller

Nguyên lý hoạt động:

Bộ phận làm việc chủ yếu của máy xay đôi trục cao su là đôitrục đúc bằng gang trên bề mặt phủ một lớp cao su, đặt trêncùng một đường thẳng Hai trục có cùng đường kính chuyển độngngược chiều nhau, với vận tốc khác nhau Khi chuyển động ngượcchiều nhau, hai trục quả lô sẽ kéo hạt đi vào khoảng trống giữahai trục theo chiều thẳng đứng tạo ra lực nén nội nhũ về một đầuhạt, đồng thời sự chênh lệch vận tốc giữa hai trục tạo ra lực kéolàm vỏ trấu bung ra ở hai nếp gấp trên thân hạt Mặt khác do có

sự chênh lệch về độ ẩm giữa vỏ và nhân ăn hạt làm cho mức độliên kết giữa các thành phần này khác nhau Kết quả là làm cho

vỏ thóc bị tuột ra mà không làm vỡ nhân hạt

Sau khi ra khỏi máy xay, vỏ trấu bị tuột ra khỏi hạt thóc Vỏ trấu

có dung trọng nhỏ, độ rời kém, nếu để lẫn trong hỗn hợp thóc gạolật thì sẽ khó khăn cho quá trình phân chia thóc gạo lật Chính vìthế cần tách trấu ra khỏi hỗn hợp ngay sau khi xay Do vận tốccân bằng của trấu nhỏ hơn nhiều so với thóc và gạo lật (trấu 1,5

÷ 2,6 m/s; thóc 9,5 ÷ 10 m/s; gạo lật 10 ÷ 12 m/s) cho nên dùngsức gió để tách trấu là hiệu quả nhất

Do kết cấu gọn nhẹ của máy xay quả lô cao su cho nên có thểkết hợp máy xay và máy hút trấu Vì máy xay quả lô cao sukhông tạo ra cám xay nên không phải bố trí thu hồi cám xay.Thóc sau khi ra khỏi máy xay được đưa ngay vào máy hút trấu.Hạt được phân phối thành một màng mỏng trên toàn bộ chiềurộng của máy hút và luồng không khí được hút qua màng hạt này

sẽ cuốn theo vỏ trấu và các hạt lửng Hạt lửng do có trọng lượnglớn hơn trấu nên rơi vào một phểu riêng và được dẫn ra ngoàibằng một vít xoắn, thóc và gạo lật được dẫn ra khỏi máy qua mộtống xả, trấu được thổi ra ngoài bằng một quạt hút mạnh

2.2.2.2 Máy xay trục đứng đĩa dưới quay

Hình 10: Cấu tạo máy xay trục đứng đĩa dưới quay: 1 - Phễu tiếp nhiên liệu; 2

- Ống bao phân phối hạt; 3 - Đĩa máy; 4 - Nơi thoát hỗn hợp sau xay; 5 - Bộ phận điều chỉnh khoảng cách giữa 2 đĩa; 6 - Đường thu hỗn hợp sau xay

Loại máy xay đĩa gồm hai đĩa nằm ngang bằng thép đúc, mộtphần được phủ chất mài mòn theo hình vành khăn Đĩa trên cốđịnh vào khung máy, đĩa dưới quay Đĩa quay có thể điều chỉnhtheo chiều thẳng đứng để tạo khe hở giữa hai đĩa theo mongmuốn

Nguyên lý hoạt động:

Khi hạt từ ống bao rơi vào tâm máy, do đĩa dưới chuyển độngtròn lực, ly tâm sẽ làm hạt văng vào khe hở giữa hai đĩa Người tađiều chỉnh khe hở giữa hai đĩa sao cho bằng khoảng 2/3 chiều dàicủa hạt, vì thế hạt chịu lực nén do chuyển động của hai đĩa gây

ra Mặt khác do có một đĩa chuyển động, một đĩa đứng yên nênhạt chịu lực kéo về hai phía ngược chiều Kết hợp cả lực kéo vàlực nén làm cho vỏ trấu của hạt bị tuột ra Hỗn hợp chuyển độngtheo chiều xoáy trôn ốc rồi đi ra ngoài

Nếu khe hở giữa hai thước cối lớn hơn kích thước hạt, thì hạt sẽchuyển động tự do theo đĩa quay và văng ra mà không bóc được

bỏ vỏ Khi xe hở giữa hai đĩa nhỏ hơn 2/3 chiều dài của hạt thì hạt

sẽ bị nén với lực lớn hơn độ cứng bóc vỏ nên sẽ gãy nát Tốc độquay của đĩa trong khoảng 13 ÷ 15 m/s là vận tốc thích hợp đểbóc vỏ bỏ (tính cho điểm ngoài cùng của vùng làm việc).

2.2.3 Máy xay khí động

Ở Liên Xô cũ và một số nước khác đã nghiên cứu khả năng dùngkhí nén để tách vỏ những hạt lương thực có vỏ không dính liền vớinhân như lúa, kê, kiều mạch,… Những máy xay làm việc theonguyên lý này được gọi là máy xay khí động

Hình 11: Máy xay khí động: 1 Máy nén khí; 2 Ống dẫn; 3 Vòi phun; 4 Phễu chứa hạt; 5 - Ống trộn; 6 - Xyclon

-Nguyên lý hoạt động:

Người ta sử dụng khả năng biến đổi khi năng lượng cơ học củađộng cơ thành thế năng dòng khí nén Khí nén dưới áp suất cao,chuyển động với vận tốc cực nhanh từ máy nén 1 theo đường ống

2 (vận tốc tới 500 m/s), phun ra theo cửa vòi phun 3, kéo theo cáchạt ở phểu 4 vào ống trộn 5 và sau đó về xyclon 6

Bản chất lý học của quá trình xay là dòng khí với tốc độ cựcnhanh cuốn hạt vào ống trộn thiết diện nhỏ, các hạt ma sát vàothành ống tạo ra sự chênh lệch tốc độ giữa hạt và dòng khí Nhờvậy trên vỏ hạt xuất hiện một ngẫu lực tiếp tuyến và kết quả là

mối liên kết giữa vỏ hạt và nhân bị phá vỡ, hạt được bóc vỏ Hỗnhợp xay cùng dòng khí ra khỏi ống trộn, đi về xyclon, ở đây hỗnhợp xay được tách khỏi dòng khí

2.2.4 Đánh giá hiệu suất xay và các yếu tố ảnh hưởng

- Tính chất công nghệ của thóc: Độ ẩm, cỡ hạt, độ đồng nhất,hình dáng,… Trong đó quan trọng nhất là độ đồng đều về cỡ hạt,

vì mặt đá không có độ đàn hồi như trục cao su nên nếu cỡ hạtkhông bằng nhau thì khi chỉnh khoảng cách giữa hai thớt cối đểbóc vỏ hạt lớn thì không bóc vỏ hạt nhỏ được, còn nếu hạt nhỏbóc vỏ được thì hạt lớn bị vỡ

- Vận tốc của thớt động: Càng cao thì lực li tâm càng lớn Tăng hệ

số bóc vỏ và năng suất của máy nhưng đồng thời tạo ra nhiều hạtgãy Vì vậy không thể tăng vô hạn được mà phải chọn được thông

số thích hợp để có hệ số bóc vỏ cao nhất nhưng tỉ lệ gãy nát thấpnhất

- Chiều rộng của vành đá: Liên quan tới thời gian hạt nằm trongvùng làm việc, nếu lâu hạt sẽ bị vỡ Thực nghiệm đã chứng tỏrằng chiều rộng vùng làm việc của thớt chỉ nên ở trong khoảng1/6 ÷ 1/7 đường kính của đĩa Trong quá trình làm việc, độ màimòn trên bề mặt đĩa không đồng đều, tập trung nhiều ở giữa đĩa,gây hiện tượng tăng áp lực quá mức trên hạt thóc làm hạt bị vỡnát Lúc này cần phải đắp lại lớp bột đá chịu mài mòn trên đĩahoặc phải tạo lại rãnh thoát cho hạt

- Độ nhám của thớt: Độ nhám cao sẽ làm tăng hệ số ma sát, từ đótăng hệ số bóc vỏ, đồng thời tăng tỉ lệ gãy nát

- Khe hỡ giữa hai mặt thớt: Đòi hỏi phải được kiểm tra liên tục đểtránh hiện tượng vỡ hạt quá mức hay hiệu suất xay không cao.Tóm lại: Để nâng cao hiệu suất xay, cần phải thiết lập một chế độlàm việc hợp lý cho máy xay, cần phải tổ chức quản lý vận hànhđúng Những điểm cần chú ý là:

+ Tốc độ của các bộ phận làm việc của máy và khoảng cáchgiữa chúng

+ Sự đều đặn và liên tục của quá trình tiếp nguyên liệu

+ Tình trạng của tất cả các chi tiết trong máy.

+ Điều chỉnh, thay thế, sửa chữa máy và các chi tiết kịp thời.Sau mỗi lần thay thế và sửa chữa phải cân bằng các bộ phậnquay

+ Tiến hành hút bụi đủ và đúng, làm sạch đường ống và cácthiệt bị tách bụi

+ Phải thường xuyên kiểm tra quá trình làm việc của máy xay.Nếu thấy trong mẫu sau khi xay, tỷ lệ thóc và tấm cao, thì ngaylập tức phải tìm ra nguyên nhân và khắc phục chúng Nhữngnguyên nhân dẫn đến kết quả trên là do chất lượng hạt bị thayđổi, quá trình phân loại trước khi xay không đúng,…

2.3 Phân loại hỗn hợp xay

Hỗn hợp bán thành phẩm thu được sau xay gọi là hỗn hợp xay,bao gồm: gạo lật, tấm xay, thóc, cám xay và trấu Những thànhphần này có số lượng và chất lượng khác nhau, cần được phânloại và sử dụng theo chức năng riêng của từng loại

Hỗn hợp xay cần được phân loại thành các thành phần đồngnhất về chất lượng Trong quá trình phân loại có thể sử dụng cácphương pháp sau:

+ Phân loại dựa và sự khác nhau về kích thước hình học của cáccấu tử trong hỗn hợp Phương pháp này dùng để tách tấm xay,cám xay, hạt non,… Các thiết bị được dùng là sàng và thiết bịchọn hạt các loại

+ Phân loại dựa vào sự khác nhau về tính chất khí động của cáccấu tử Phương pháp này được dùng chủ yếu để tách trấu Songcũng có thể dùng tổ hợp với phương pháp trên để vừa tách tấm,cám vừa tách trấu Các thiết bị thường dùng là quạt hút tuầnhoàn, quạt hòm, hòm gió,…

+ Phân loại dựa vào sự khác nhau về ma sát và tỉ trọng của cáccấu tử Phương pháp này được dùng để tách thóc ra khỏi hỗn hợp