BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

TIỂU LUẬN TỐT NGHIỆP

KHẢO SÁT CÁC TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA HẠT ĐẬU ĐỎ

Họ và tên sinh viên: HÀ THỊ THÙY TRANG
Ngành: CÔNG NGHỆ HÓA HỌC
Niên khóa: 2004-2008

Tháng 08/2008


KHẢO SÁT CÁC TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA HẠT ĐẬU ĐỎ

Tác giả

HÀ THỊ THÙY TRANG

Tiểu luận được đệ trình để đáp ứng yêu cầu cấp bằng Kỹ sư
ngành Công nghệ Hóa học

Giáo viên hướng dẫn:
Th.S PHẠM TRÍ THÔNG

Tháng 08 năm 2008
i


LỜI CẢM ƠN

Con xin thành kính ghi nhớ công ơn cha mẹ và những người thân đã nuôi dưỡng,
dạy dỗ cho con đến ngày hôm nay.
Biết ơn các thầy cô Bộ môn Công nghệ Hóa học-Trường Đại học Nông Lâm Thành
phố Hồ Chí Minh đã tận tình chỉ bảo, giảng dạy và truyền đạt những kiến thức trong
thời gian qua
Biết ơn sâu sắc kính gởi đến:
ThS. Phạm Trí Thông. Người đã tận tình chỉ bảo, hướng dẫn truyền đạt những kinh
nghiệm và kiến thức, giúp đỡ tôi trong suốt thời gian học tập cũng như trong thời gian
thực hiện đề tài.
Cho tôi gởi lời cảm ơn đến tất cả các thầy cô ở Phòng Thí nghiệm I4,Trung tâm
Phân tích Thí nghiệm Hóa Sinh Trường Đại học Nông Lâm TP. HCM đã tạo mọi điều
kiện thuận lợi về thời gian, trang thiết bị cũng như môi trường làm việc.
Xin gởi lời cảm ơn đến bạn bè thân thiết của tôi, đã giúp đỡ tôi trong suốt thời gian
học và thực hiện đề tài.

ii


TÓM TẮT

Các tính chất cơ lý của hạt đậu đỏ được xác định lần lượt ở các ẩm độ 13,01; 15,01;
17,01 và 19,01%wb qua các thông số kỹ thuật: khối lượng 1000 hạt (m1000), thể khối
(SD), dung khối (BD), góc nghỉ tự nhiên (r), và góc ma sát (f). Phương pháp bố trí
thí nghiệm của đề tài là một yếu tố. Yếu tố độ ẩm và chỉ tiêu phân tích là các tính chất
cơ lý của đậu đỏ.
Hạt đậu đỏ được mua từ siêu thị có độ ẩm ban đầu khoảng 13,01%wb, đem về phân
loại và tiến hành hồi ẩm để đạt được các giá trị ẩm độ 15,01;17,01 và 19,01%wb. Hạt
sau khi hồi ẩm được cho vào bao và bảo quản trong tủ lạnh để dùng dần cho các thí
nghiệm.

Kết quả thu được được đánh giá bởi các phương trình Hồi qui Tuyến tính. Các mô
hình toán đã mô tả mối tương quan giữa các tính chất cơ lý của hạt đậu đỏ theo ẩm độ.
Các phương trình Hồi qui thu được đều có các hệ số xác định, R2 cao (0,90-1).
Các mô hình này có thể ứng dụng trong khi nghiên cứu về tính chất cơ lý của hạt đậu
đỏ.

iii


MỤC LỤC
Trang tựa
Lời cảm ơn
Tóm tắt
Mục lục
Danh sách chữ viết tắt
Danh sách các hình
Danh sách các bảng
CHƯƠNG 1. MỞ ĐẦU
1.1 Đặt vấn đề
1.2 Mục đích đề tài
1.3 Nội dung đề tài
1.4 Yêu cầu
CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1 Giới thiệu về hạt đậu đỏ
2.2 Các tính chất cơ lý của vật liệu
CHƯƠNG 3. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.1 Bố trí thí nghiệm
3.2 Vật liệu thí nghiệm
3.3 Dụng cụ và hóa chất
3.4 Tạo ẩm độ của đậu đỏ bằng phương pháp hồi ẩm

3.5 Xác định các chỉ tiêu
CHƯƠNG 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
4.1 Kết quả
4.2 Thảo luận
CHƯƠNG 5.KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
5.1 Kết luận
5.2 Đề nghị
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC

iv

Trang
i
ii
iii
iv
v
vi
vii
1
2
2
3
6
11

12
16
19

28
29


DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT
BD (Bulk Density):
ctv:
m1000:
MC (Moisture Content):
SD (Solid Density):
SE (Standard Error):
StD (Standard Deviation):
wb (Wet Basis):
f:
fA:
fI:
fS:
fW:
r :

dung khối
cộng tác viên
khối lượng 1000 hạt
độ ẩm
thể khối
sai số chuẩn
độ lệch chuẩn
cơ sở ướt
góc ma sát
góc ma sát trên tấm nhôm

góc ma sát trên tấm Inox (thép không rỉ)
góc ma sát trên tấm sắt tráng kẽm
góc ma sát trên tấm gỗ (ván ép)
góc nghỉ tự nhiên

v


DANH SÁCH CÁC HÌNH
Trang
Hình 2.1: Hạt đậu đỏ
3
Hình 2.2: Sơ đồ xác định góc nghỉ tự nhiên trên đĩa tròn
9
Hình 3.1: Sơ đồ bố trí thí nghiệm
15
Hình 3.2: Sơ đồ xác định góc nghỉ tự nhiên
17
Hình 3.3: Sơ đồ xác định góc ma sát
18
Hình 4.1 : Đồ thị biểu diễn khối lượng 1000 hạt theo ẩm độ
20
Hình 4.2: Đồ thị biểu diễn thể khối SD hạt theo ẩm độ
21
22
Hình 4.3: Đồ thị biểu diễn dung khối BD hạt theo ẩm độ
Hình 4.4 : Đồ thị biểu diễn góc nghỉ tự nhiên hạt theo ẩm độ
23
25
Hình 4.5: Đồ thị biểu diễn góc ma sát trên tấm Inox f I theo ẩm độ

Hình 4.6: Đồ thị biểu diễn góc ma sát trên tấm sắt tráng kẽm f S theo ẩm độ 26
Hình 4.7: Đồ thị biểu diễn góc ma sát trên tấm nhôm f A theo ẩm độ
27
Hình 4.8: Đồ thị biểu diễn góc ma sát trên tấm gỗ f W theo ẩm độ
28

vi


DANH SÁCH CÁC BẢNG
Trang
Bảng 2.1: Thành phần dinh dưỡng trong 100g hạt đậu đỏ

4

Bảng 2.2: Hàm lượng khoáng có trong 100g một số loại đậu

5

vii


Chương 1
MỞ ĐẦU

1.1 Đặt vấn đề
Đậu đỏ là loại nông sản vừa dễ trồng lại vừa có hiệu quả kinh tế cao không những ở
Việt Nam mà còn rộng rãi trên thế giới, góp phần tăng thu nhập ngoại tệ cho những
nước tham gia trồng và xuất khẩu loại nông sản này.
Việt Nam là một nước nông nghiệp vì vậy các đậu đỏ cũng là một trong những loại

nông sản chính. Các sản phẩm chế biến từ đậu đỏ không những không còn xa lạ với
chúng ta mà còn góp phần quan trọng trong việc góp phần tăng sản lượng lương – thực
phẩm. Từ đậu đỏ có thể chế biến các món ăn, các loại bánh…
Trong lĩnh vực công nghệ hóa học, khi nghiên cứu các công đoạn về sơ chế, bảo quản
và chế biến các loại nông sản nói chung và đậu đỏ nói riêng, luôn cần các tính chất cơ
lý của những vật liệu này. Các yếu tố như: m1000, SD, BD, r, và f được xem là các
thông số kỹ thuật trong nghiên cứu. Cho nên, việc khảo sát các tính chất cơ lý của đậu
đỏ là cần thiết.
Với mong muốn được hiểu rõ thêm về các tính chất này, được sự phân công của Bộ
môn Công nghệ Hóa học – Trường Đại học Nông Lâm TP. HCM, cùng với sự hướng
dẫn của Th.S Phạm Trí Thông, chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài: “ Khảo sát các tính
chất cơ lý của hạt đậu đỏ “.
1.2 Mục đích đề tài
1. Xác định tính chất cơ lý của đậu đỏ ở các loại ẩm độ khác nhau. Từ các thông số
các tính chất cơ lý này để ứng dụng trong công tác bảo quản, chế biến, sấy…
+ Khối lượng 1000 hạt dùng để tính toán thể tích và độ bền của bao bì chứa hạt.
+ Dung khối: làm căn cứ tính toán dung tích kho chứa nông sản, tính toán khối
lượng hạt trong kho cần chứa bảo quản hay để sấy.

1


+ Thể khối: biết được thể khối của hạt và thể tích của bản thân hạt thì tính được
khối lượng hạt để tính toán độ chắc của kho tàng và bao bì.
+ Góc nghỉ tự nhiên: khi đổ hạt vào kho chứa thì chiều cao của đống hạt phải
nhỏ hơn chiều cao của kho chứa. Nếu chiều cao của hạt lớn hơn kho chứa thì hạt sẽ bị
tràn ra ngoài. Khi xuất kho có thể để hạt tự chảy ra.
+ Góc ma sát: ứng dụng để chế tạo các máng trượt, vít tải, cầu trượt bằng sắt
tráng kẽm hay Inox… góc nghiêng phải lớn hơn góc ma sát để lấy hạt.
2. Xây dựng các phương trình hồi qui về mối tương quan giữa các tính chất cơ lý của

hạt đậu đỏ theo ẩm độ
1.3 Nội dung đề tài
1. Khảo sát các tính chất cơ lý của đậu đỏ
2. Hồi ẩm
3. Cải biên các thiết bị thí nghiệm hiện có trong việc xác định các tính chất cơ lý của
hạt.
1.4 Yêu cầu
1. Xác định m1000
2. Xác định SD
3. Xác định BD
4. Xác định r
5. Xác định f

2


Chương 2
TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1 Giới thiệu về hạt đậu đỏ
Hạt đậu đỏ được mua từ siêu thị Coopmart được minh họa qua Hình 2.1

Hình 2.1: Hạt đậu đỏ
2.1.1 Nguồn gốc
Đậu đỏ được trồng và sử dụng chủ yếu ở các nước Châu Á: Nhật Bản, Trung Quốc,
Mông Cổ…cách đây hàng trăm năm. Ngày nay nó được trồng nhiều ở các nước nhiệt
đới: Châu Mỹ La Tinh từ Mễ Tây Cơ xuống đến Trung Mỹ, Nam Mỹ, và Đông Nam Á
(Thái Lan, Lào, Campuchia, Việt Nam…). Đậu đỏ dùng để nấu chè, xôi, cháo và bánh
làm từ đậu đỏ đều rất ngon và làm thuốc.
2.1.2 Tên, phân loại và đặc tính thực vật học

 Tên thường gọi: Đậu đỏ, xích tiểu đậu
 Tên tiếng Anh: small Red bean, Azuki bean, Asuki bean
 Tên khoa học : Phaseolus angularis (Wild) W.F. Wight, Vigna angularis
(Wild) Ohwi & Ohashi
 Lớp: Magnoliopsida
 Họ: Fabaceae
Đậu đỏ là cây thân thảo sống hàng năm, thuộc loại cây ngắn ngày, mọc thẳng đứng,
cây có thể cao 1-3 m. Lá kèm nhỏ, dạng 3 thùy mờ nhạt hoặc liền và hình khiên. Thân
3


đậu đỏ khi còn non có màu xanh hoặc màu tím. Nhánh cây mọc từ mắt thứ 4–9 trên
thân chính và nhánh thứ không xuất hiện ở những cây mọc rậm rạp.
( />Cụm hoa chùm mọc ở nách lá hoặc đầu cành, gồm từ 5-20 hoa màu vàng sáng. Hoa
lưỡng tính, chủ yếu là tự thụ phấn, Tỷ lệ giao phấn trong tự nhiên thấp 2-3% (Đỗ
Trung Đàm và ctv, 2003).
Quả đậu đỏ hình trụ, dài, vỏ mỏng, khi còn non thì màu xanh sậm, khi chín thì màu
vàng sậm sau đó là màu nâu đen. Rễ đậu đỏ là loại rễ cọc, rễ cái ăn sau vào đất và các
rễ con phát triển xung quanh.
2.1.3 Thành phần dinh dưỡng
Trên thế giới đậu đỏ được sử dụng như một loại đậu không béo. Nó là nguồn giàu Mg,
K, Fe và Vitamin B3. Thành phần dinh dưỡng, hàm lượng khoáng có trong 100g của
đậu đỏ và một số loại đậu được thể hiện ở Bảng 2.1 và Bảng 2.2.
Bảng 2.1: Thành phần dinh dưỡng trong 100g hạt đậu đỏ
Nguyên liệu

Hàm lượng, g

Protein


20,7

Lipid

0,5

Ca

0,067

Tro

3,3

Acid béo

0,0071

Saponin

0,0027

Vitamin B1

-

Nguồn: Đỗ Trung Đàm và ctv, 2003

4



Bảng 2.2: Hàm lượng khoáng có trong 100g một số loại đậu
Đơn vị tính: mg
Nguyên liệu

Ca

P

Fe

Đậu tương

165

690

11

Đậu xanh

64

37

4,8

Đậu đen

56


354

6,1

Đậu đỏ

67

305

5,2

Lạc

6,8

420

2,2

Nguồn: Trần văn chương, 2000; Đỗ Trung Đàm, 2003
2.1.4 Các yếu tố ảnh hưởng
2.1.4.1 Khí hậu
 Nhiệt độ
Giống như các loại đậu khác, đậu đỏ cần nhiệt độ ấm áp để nảy mầm và phát triển,
từ khi gieo đến khi cây mọc, đất có độ ẩm 60-70% là thích hợp.
Thời kỳ ra hoa, kết quả, cây cần nhiệt độ từ 28-370C, nếu gặp nhiệt độ thấp thì sẽ
ảnh hưởng xấu đến việc ra hoa và kết quả. Nhiệt độ trên 380C thì ảnh hưởng xấu đến
tốc độ hình thành đốt, phát triển lóng và phân hóa hoa cũng như việc vận chuyển các

chất dinh dưỡng về hạt làm cho chất lượng của hạt kém. (Phạm Văn Thiều, 2002).
 Ánh sáng
Đậu đỏ là cây ưa ánh sáng, thích nghi với điều kiện khí hậu nhiệt độ nóng và ẩm, có
thể trồng xen với ngô, mía nhưng phải có tỉ lệ khoảng cách vừa phải để nó nhận đủ ánh
sáng. Do đậu đỏ thuộc nhóm C3 (có hô hấp trong điều kiện ánh sáng) nên hiệu suất
quang hợp thấp hơn nhóm C4 (ngô, mía…) vì thế thiếu ánh sáng năng suất sẽ giảm.
Do đó, năng suất đậu đỏ ở các tỉnh phía Nam dễ đạt cao hơn các tỉnh phía Bắc.
 Nước và ẩm độ
Đậu đỏ có giới hạn về lượng mưa rộng, với lượng mưa trung bình 530-1730 mm rất
thuận tiện cho sinh trưởng, phát triển của cây đậu đỏ ().
Tuy nhiên, các loại đậu đỏ ở Ấn Độ, Châu Phi và các nước Đông Nam Á thường
không trồng vào mùa mưa. Độ ẩm thích hợp cho đậu đỏ sinh trưởng và phát triển từ
70-80%, gặp hạn độ ẩm xuống dưới 50% thì năng suất sẽ giảm.

5


2.1.4.2 Đất trồng
Đậu đỏ ưa đất cát pha thịt nhẹ trong đồng, đất đồi trung du, đất phù sa ven sông, đất đỏ
bazan và đất nâu xám miền đông Nam bộ. Các loại đất đỏ phải đảm bảo tơi xốp, thoát
nước, giữ ẩm, đủ dinh dưỡng và độ pH thích hợp: 5,5-7,5 (Trần Văn Lài và ctv, 1993:
/>2.1.4.3 Sâu bệnh
Đậu đỏ là loại đậu chống lại sự cạnh tranh của cỏ dại và côn trùng gây hại thấp, vì vậy
cần có biện pháp diệt cỏ dại và chống sâu bệnh tốt để đậu phát triển và cho năng suất
cao ( />Một số bệnh thường gặp trên đậu đỏ: bệnh đốm vi khuẩn và bệnh đốm lá.
2.1.4.4 Kỹ thuật trồng trọt và chăm sóc
Đậu đỏ ưa khí hậu ẩm, được trồng nhiều ở các tỉnh đồng bằng và trung du miền Bắc,
miền núi và miền Nam ở nước ta. Đậu đỏ được gieo trồng bằng hạt.
Khi gieo trồng hạt đậu đỏ được gieo thẳng theo rãnh hoặc hốc. Nếu gieo theo hốc thì
mỗi hốc gieo 3-5 hạt, về sau tỉa bớt để lại mỗi hốc 2-3 cây, đảm bảo khoảng cách

35-40 x 25-30 cm (Đặng Hoàng Dự, 2004).
2.1.5 Tình hình sản xuất và tiêu thụ
2.1.5.1 Trên thế giới
Đậu đỏ được trồng khắp các vùng nhiệt đới. Trong những năm gần đây sản lượng đậu
đỏ tăng mạnh, nhất là ở các nước Trung Quốc, Nhật Bản, Hàn Quốc…
Đậu đỏ được sản xuất ra không những tiêu thụ ở thị trường trong nước mà nó còn xuất
khẩu sang các nước khác, đem lại một nguồn ngoại tệ cho các nước này không nhỏ.
2.1.5.2 Việt Nam
Ở Việt Nam năng suất đậu đỏ còn thấp vì thiếu các loại giống mới cho năng suất cao
và thiếu khoa học kỹ thuật. Hiện nay, cây đậu đỏ vẫn còn bị coi là cây trồng phụ, xen
canh với các cây trồng khác là chính.
2.2 Các tính chất cơ lý của vật liệu
2.2.1 Khối lượng 1000 hạt
2.2.1.1 Định nghĩa
Khối lượng 1000 hạt là khối lượng tính bằng gram của 1000 hạt và được kí hiệu là
m1000.
6


2.2.1.2 Cách xác định
Xác định khối lượng 1000 hạt với vài lần lặp lại để kết quả được chính xác
2.2.1.3 Ý nghĩa
Biết khối lượng 1000 hạt là biết được chất lượng sơ bộ của hạt. Khối lượng hạt càng
lớn thì hạt càng có chất lượng tốt.
Khối lượng 1000 hạt càng lớn thì thể tích chứa hạt càng lớn, độ bền của bao bì và
kho chứa càng phải tăng.
2.2.2 Thể khối (SD)
2.2.2.1 Định nghĩa
Thể khối, SD là khối lượng riêng tính cho từng hạt vật liệu rời rạc.
Đơn vị là g/cm3

SD = mg / Vcm3
Trong đó mg là khối lượng của hạt, g
V là thể tích của bản thân hạt, cm3
2.2.2.2 Cách xác định
Dùng bình đo tỷ trọng
+Cân khối lượng của bình khô, W1, g
+Cho nước cất vào đầy bình tới vạch và đậy nắp lại, đem cân có W2 = W1 + nước
+Khối lượng nước chứa trong bình = W2 –W1
+Thể tích của nước chiếm trong bình chính là thể tích của bình tới vạch
Vn = Vb = (W2 – W1)/ρn , cm3
Với ρn là khối lượng riêng của nước cất tại nhiệt độ phòng thí nghiệm.
+Đổ đầy toluene vào bình tới vạch, đậy nắp lại, đem cân, W3, g
+Khối lượng toluen chứa trong bình = W3 - W1 , g
+Xác định được khối lượng riêng của toluene:
ρt = (W3 – W1)/Vb , g/cm3
+Lấy hạt cân (khoảng 5 – 6g), W4, g
+Cho hạt vào bình, dùng pipette nhỏ toluene vào bình cho tới khi toluene vừa dâng lên
ngang vạch định mức, đậy nắp lại và đem cân, W5, g
+Khối lượng toluene dâng lên khỏi vạch:
W6 = (W3 + W4) – W5, g
7


+Thể tích toluene dâng lên chính là thể tích của hạt chiếm trong bình
Vhạt = Vt = W6/ρt , cm3
+Thể khối hạt, SD = W4/Vhạt , g/cm3
2.2.2.3 Ý nghĩa
Thể khối hạt được dùng làm cơ sở để tính toán độ chịu lực của bao bì và kho chứa.
(Nguyễn Mạnh Khải, 2006)
2.2.3 Dung khối (BD)

2.2.3.1 Định nghĩa
Dung khối là khối lượng của hạt chứa trong một thể tích nhất định. Đơn vị là g/cm3.
BD = mg/Vb
Trong đó mg là khối lượng hạt cần chứa, g
Vb là thể tích chứa hạt, cm3
2.2.3.2 Cách xác định
Bước 1: Đổ đầy hạt vào các cốc đong 50, 100, 250, 500, 1000 ml, dùng thước gạt
phẳng hạt trên miệng cốc, đem cân ở cân có sai số 0,01 g, mg, g
Bước 2: Đổ nước đầy cốc đong, đem cân, mn, g
Bước 3: Xác định thể tích cốc đong ở nhiệt độ phòng thí nghiệm,Vb
Vb = mn/n , cm3
Với n là khối lượng riêng của nước tại nhiệt độ phòng thí nghiệm
2.2.3.3 Ý nghĩa
Làm căn cứ tính toán dung tích kho chứa (Nguyễn Mạnh Khải, 2006).
Biết được BD, ta sẽ tính được khối lượng hạt chứa trong dung tích của kho.
2.2.4 Góc nghỉ tự nhiên (r)
2.2.4.1 Định nghĩa
Là góc hình thành bởi cạnh của đống hạt và mặt phẳng ngang. Kí hiệu: r
2.2.4.2 Cách xác định
Để xác định r có nhiều cách, các cách xác định đó là:
a) Dùng một thùng khối hộp chữ nhật có vách có thể rút lên được. Đổ hạt vào đầy
thùng, lấy thước gạt đều mặt thùng rồi rút từ từ vách hộp lên. Hạt trong thùng sẽ lăn
xuống và khối hạt còn lại trong thùng sẽ hình thành mặt phẳng nghiêng.

8


Góc nghỉ tự nhiên được xác định bằng công thức:
αr = arctg (Hg/Hb)
Trong đó Hb là chiều đáy của khối hạt Hb, mm

Hg = H – C, mm
H là chiều cao từ đáy tới đỉnh thùng, mm
C là khoảng cách từ mặt thoáng khối hạt đến đỉnh thùng chứa
b) Đổ khối hạt lên mặt tròn có đường kính D. Đo chiều cao của đống hạt H. Góc nghỉ
tự nhiên được xác định bằng công thức:
αr = arctg (2H/D)
Sơ đồ xác định góc nghỉ tự nhiên trên đĩa tròn được minh họa trong Hình 2.2
Hạt
Thùng chứa
Đĩa tròn
αr

H

D

Hình 2.2: Sơ đồ xác định góc nghỉ tự nhiên trên đĩa tròn
2.2.4.3 Ý nghĩa
Khi xuất kho có thể để hạt chảy tự do, tiết kiệm được nhân lực và năng lượng
(Nguyễn Mạnh Khải, 2006)

9


2.2.5 Góc ma sát (f)
2.2.5.1 Định nghĩa
Khi đổ một lớp hạt trên một bề mặt vật liệu nào đó, rồi nâng dần một đầu bề mặt vật
liệu lên. Một lúc nào đó lớp hạt sẽ trượt xuống khỏi bề mặt vật liệu. Góc hình thành
bởi vị trí bề mặt vật liệu và mặt phẳng nằm ngang gọi là góc ma sát αf. Kí hiệu: f
2.2.5.2 Cách xác định

Có 2 cách xác định f
a) Cân khối lương hạt, N, g sau đó đổ hạt vào một vành trụ rỗng được đặt lên mặt
phẳng thuộc một loại vật liệu. Một đầu của sợi dây cột vành chứa hạt, đầu dây kia mắc
qua ròng rọc có gắn thùng. Bơm nước bằng tay từ từ vào thùng. Dừng bơm khi vành
chứa hạt chớm chuyển động. Cân lượng thùng chứa, F, g. Góc ma sát được xác định
bằng công thức:
f = arctg (F/N)
b) Đổ hạt đầy vào vành chứa hạt được đặt trên một mặt phẳng được cấu tạo bởi một
vật liệu nào đó. Cố định một đầu mặt phẳng trong khi từ từ nâng một đầu lên cho tới
khi vành chứa bắt đầu di chuyển. Lực ma sát của mặt phẳng vật liệu ảnh hưởng lớn
đến sự di chuyển của hạt. Ở mặt phẳng nhẵn trơn, cứng thì hạt di chuyển dễ hơn ở mặt
phẳng xù xì, mềm mại. (Nguyễn Mạnh Khải, 2006).
Trong thí nghiệm ta khảo sát lực ma sát của hạt trên các vật liệu:
 Tấm Inox.
 Tấm sắt tráng kẽm.
 Tấm nhôm.
 Tấm gỗ (ván ép).
2.2.5.3 Ý nghĩa
Khi chứa hạt, hạt sẽ gây lên vật liệu cấu tạo lên vật chứa một lực ma sát. Lực ma sát
này có ảnh hưởng lớn đến tính linh động của hạt khi xuất nhập kho.
(Nguyễn Mạnh Khải, 2006).

10


Chương 3
VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 Bố trí thí nghiệm
3.1.1 Địa điểm

Thí nghiệm được tiến hành tại Phòng Thực tập và Thí nghiệm của Bộ môn Công nghệ
Hóa học Trường Đại học Nông Lâm TP. HCM.
3.1.2 Thời gian
Các thí nghiệm được tiến hành từ ngày 16/03/2008 đến 15/07/2008
Từ ngày 16/07/2008 đến 10/08/2008 xử lý số liệu và viết
Từ ngày 11/08/2008 đến ngày 15/08/2008 hoàn chỉnh tiểu luận
3.2 Vật liệu thí nghiệm
Đậu đỏ được mua từ siêu thị COOPMART, TP. Hồ Chí Minh. Độ ẩm ban đầu khoảng
13,01 %wb
3.3 Dụng cụ và hóa chất
3.3.1 Dụng cụ
- Cân ẩm hồng ngoại, hiệu MA 30, Sartorius, Đức sản xuất.
- Mâm (mẹt, nia, nong) chứa hạt
- Thước kẹp với du xích 1/10, hiệu Mitutoyo, Nhật sản xuất
- Bình đo tỷ trọng 50ml, hiệu TOP®, Nhật sản xuất
- Ống bơm (pipette)
- Cốc đong (Beaker) 50, 100, 200, 500, và 1000 ml
- Dụng cụ đo góc nghỉ tự nhiên
- Dụng cụ đo góc ma sát
- Bình bơm nước bằng tay loại gia dụng
- Tấm sắt tráng kẽm 500 x 200 mm
- Tấm gỗ (ván ép) 500 x 200 mm
11


- Tấm nhôm 500 x 200 mm
- Tấm Inox 500 x 200 mm
3.3.2 Hóa chất
- Nước sinh hoạt
- Nước cất

- Toluene
3.4 Tạo ẩm độ của đậu đỏ bằng phương pháp hồi ẩm
3.4.1 Mục đích hồi ẩm.
Nâng ẩm độ của hạt lên đến giá trị cần thiết trong thí nghiệm. Vì các loại hạt sau khi
thu hoạch về có hàm lượng nước ban đầu lớn, làm hạt dễ bị một số vi sinh vật tấn
công, phá hoại như: nấm men, nấm mốc,….Do đó, để đảm bảo yêu cầu chất lượng của
hạt và bảo quản hạt lâu dài cần tiến hành phơi, sấy hạt để hạt đạt ẩm độ an toàn
11 – 14 %wb hay còn gọi là độ ẩm cân bằng.
Phương pháp bố trí thí nghiệm của đề tài là một yếu tố. Yếu tố đó là độ ẩm và chỉ
tiêu phân tích là các tính chất cơ lý của hạt đậu đỏ. Để thuận lợi trong tính toán, chọn
các mức độ ẩm ngâm hạt khác nhau là 2%wb. Cho nên, các mức thí nghiệm là các độ
ẩm 13,01; 15,01; 17,01 và 19,01%wb. Trong khuôn khổ một tiểu luận khoa học và với
thời gian thực hiện đề tài không trùng với thời gian thu hoạch loại nông sản trên. Cho
nên cần phải suy nghĩ phương pháp tạo ra các độ ẩm của hạt trên cơ sở hàm lượng
nước trong hạt hiện đang có bán ở thị trường.
3.4.2 Các phương pháp hồi ẩm
3.4.2.1 Phương pháp “ngâm tràn”
+ Ngâm toàn bộ đậu đỏ vào trong thùng nước cho đến khi hạt không còn khả năng
hút nước nữa. Sau đó vớt ra, đem phơi/sấy cho hạt đạt các ẩm độ cần thiết.
+ Trong quá trình phơi/sấy cần kiểm tra liên tục ẩm độ hạt. Khi nào độ ẩm của hạt
đạt đến giá trị cần thiết thì ngưng phơi/sấy hạt.
+ Nhược điểm của phương pháp này là tốn nhiều thời gian và cần phải có ẩm kế để
xác định ẩm độ hạt.
3.4.2.2 Phương pháp “ ngâm tính toán “
+Xác định hàm lượng nước thêm vào hạt qua công thức:
G1 (100 – MC1 ) = G2 ( 100 – MC2 )
12


Trong đó :

+ G1 : khối lượng hạt ban đầu, g
+ G2 : khối lượng sau, g
+ MC1 : ẩm độ ban đầu, được xác định bằng cân ẩm hồng ngoại, %wb
+ MC2 : ẩm độ sau, là ẩm độ cần thiết trong thí nghiệm, %wb
+ Lượng nước cần thêm vào được xác định là G2 – G1
+ Sau khi xác định hàm lượng nước cần thêm vào ta tiến hành cho mẫu vào trong các
bao ny lông. Chia đều lượng hạt ban đầu vào trong các bao ny lông, sao cho khi đặt
các bao ny lông nằm ngang thì lượng hạt chỉ là một lớp hạt. Xác định lượng nước cần
thêm vào mỗi bao ny lông sao cho tương ứng với khối lượng hạt cho vào bao. Cột chặt
các miệng bao ny lông có chứa hạt và nước lại. Tiến hành lắc đều các bao ny lông sau
mỗi 30 phút. Quan sát khi nào thấy lượng nước ngâm đã bị hút hết vào trong hạt và bề
mặt hạt hoàn toàn khô ráo thì xem như quá trình ngâm kết thúc. Tiến hành cắt đôi hạt
kiểm tra xem nước đã thấm đến tâm hạt chưa? Đồng thời xác định ẩm độ hạt lúc này
bằng cân ẩm hồng ngoại. Nếu hạt đã thấm nước đến phần lõi của hạt và độ ẩm của hạt
được xác định đúng theo giá trị tính toán thì phương pháp ngâm có tính toán được
chọn lựa trong quá trình hồi ẩm cho hạt.
3.4.2.3 Chọn lựa phương pháp hồi ẩm
Nếu hồi ẩm theo “ phương pháp ngâm tràn “ thì không thể xác định ẩm độ tức thời
của hạt bằng phương pháp sấy mẫu trong tủ sấy mẫu còn gọi là phương pháp Chuẩn,
vì phương pháp Chuẩn tốn nhiều thời gian nên không có tính khả thi trong trường hợp
này.
Theo phương pháp “ ngâm tràn “, nếu thời gian ngâm khá dài sẽ tạo điều kiện cho
hạt nảy mầm và một số vi sinh vật có điều kiện phát triển.
Khi tiến hành “ngâm tràn”, hạt có khả năng hút một lượng nước rất lớn. Như vậy,
khi “ngâm tràn” thì ẩm độ của hạt rất cao (lớn hơn rất nhiều lần ẩm độ khi hạt đến thời
gian thu hoạch). Vì vậy, cần phải tốn thời gian phơi để hạt đạt được ẩm độ như mong
muốn. Do đó, thời gian thực hiện thí nghiệm theo phương pháp “ ngâm tràn “ sẽ dài
hơn thí nghiệm theo phương pháp ngâm “ tính toán “.

13



Do vậy, “ phương pháp ngâm tính toán “ được chọn làm phương pháp thí nghiệm
ngâm đậu đỏ thực hiện cho đề tài.
3.4.2.4 Phương pháp xác định ẩm độ thực tế trong thí nghiệm
a) phương pháp Chuẩn
Cho hạt vào tủ sấy, điều chỉnh nhiệt độ 105  2 oC. Cứ 1h lấy ra cân 1 lần, cho đến khi
3h liên tiếp khối lượng hạt không bị thay đối thì đó là khối lượng chất khô.
 độ ẩm = lượng nước / (khối lượng ban đầu + chất khô)
+ Ưu điểm: Bất kỳ loại nông sản nào cũng xác định được
+ Nhược điểm: Tốn nhiều thời gian
b) Phương pháp cân ẩm hồng ngoại
Thực chất cân ẩm hồng ngoại là một tủ sấy + cân, sử dụng nhiệt độ cao. Khi bỏ hạt
vào thì hạt được gia nhiệt sấy hạt khô lại, và máy sẽ tính toán kết quả trực tiếp.
+ Ưu điểm: Kết quả chính xác, bất kỳ loại nông sản nào cũng xác định được
+ Nhược điểm: Thiết bị đắt tiền
3.4.3 Phương pháp thí nghiệm
Để thuận lợi cho quá trình thí nghiệm thì chọn ẩm độ MC1 cần thiết là 13,01%wb.
Sau đó muốn có hạt với các ẩm độ lớn hơn 13,01%wb thì tiến hành ngâm hạt theo
phương pháp ngâm tính toán.
Sơ đồ bố trí thí nghiệm được minh họa qua Hình 3.1

14


Đậu đỏ
(MC = 13,01% wb)

Ngâm


13,01%wb

15,01%wb

17,01%wb

19,01%wb

m1000

m1000

m1000

m1000

SD

SD

SD

SD

BD

BD

BD


BD

r

r

r

r

f

f

f

f

Hình 3.1: Sơ đồ bố trí thí nghiệm
15


3.5 Xác định các chỉ tiêu
3.5.1 Xác định thể khối, SD
- Tất cả các thí nghiệm đều được tiến hành cân để xác định khối lượng tương ứng
- Cân khối lượng của mẫu khoảng 10g hạt, mg, g
- Dùng nước cất để định chuẩn bình đo tỷ trọng
- Xác định khối lượng riêng của Toluene
- Xác định thể tích của mẫu Vg, cm3
- Thí nghiệm tiến hành với 3 lần lặp lại với mỗi giá trị độ ẩm của hạt

SD = m / V, g/cm3
3.5.2 Xác định dung khối, BD
- Xác định dung tích cốc đong bằng nước, Vb, ml
- Dùng cốc đong chứa hạt tới vạch định mức
- Cân khối lượng hạt chứa trong các cốc đong, mg, g
- Thí nghiệm tiến hành với 3 lần lặp lại với mỗi giá trị độ ẩm của hạt
BD = m g / Vb, g/cm3
3.5.3 Xác định góc nghỉ tự nhiên, r
- Đổ khối vật liệu với các độ ẩm khác nhau vào thùng gỗ
- Gạt mặt thùng cho bằng rồi rút tấm ván lên để hạt chảy tự nhiên
- Đo chiều cao từ đáy thùng tới đỉnh thùng, H, mm
- Đo chiều đáy của khối hạt Hb, mm
- Thí nghiệm được tiến hành với 3 lần lặp lại với mỗi giá trị ẩm độ của hạt
- Xác định góc nghỉ tự nhiên
r = arctg (Hg / Hb)
Trong đó Hg = H – C, mm
Với C là khoảng cách từ mặt thoáng khối hạt đến đỉnh thùng chứa
- Sơ đồ xác định góc nghỉ tự nhiên được minh họa trong Hình 3.2

16


Hạt

C

Thùng chứa hạt
H

Hg

r
Hb

Hình 3.2: Sơ đồ xác định góc nghỉ tự nhiên
3.5.4 Xác định góc ma sát, f
- Cân khối lượng hạt chứa trong vành chứa hạt, N, g
- Đặt vành có chứa hạt lần lượt lên tấm ma sát bằng các loại vật liệu khác nhau (sắt
tráng kẽm, Inox, nhôm, và gỗ)
- Mắc dây kéo vành chứa hạt có cột thùng chứa qua ròng rọc
- Bơm nước bằng tay từ từ vào thùng chứa
- Dừng bơm khi vành chứa hạt vừa chớm chuyển động
- Cân khối lượng nước trong thùng chứa, F, g
- Thay đổi khối lượng N bằng cách thêm lần lượt các đối trọng lên vành chứa hạt
- Thí nghiệm được tiến hành với 3 lần lặp lại với mỗi giá trị ẩm độ của hạt
- Xác định góc ma sát
f = arctg (F / N)
- Sơ đồ xác định góc ma sát được minh họa trong Hình 3.3

17