Đặt vấn đề Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) là vựa lúa lớn nhất của cả nước với tổng diện tích gieo trồng khoảng 3,86 triệu hécta, chiếm 12,1% tổng diện tích đất trồng lúa trên cả nước. Sản lượng hằng năm đạt trên 24 triệu tấn, chiếm trên 54% tổng sản lượng lúa và hơn 90% tổng lượng gạo xuất khẩu của cả nước. Sản xuất lúa của ĐBSCL trong những năm gần đây có những bước phát triển đáng khích lệ, đóng góp quan trọng cho an ninh lương thực quốc gia và cho ổn định kinh tế vĩ mô của Việt Nam… Mặc dù đã có một số tiến bộ kỹ thuật nhưng nhìn rộng ra toàn chuỗi cung ứng lúa gạo của ĐBSCL thì sấy lúa là một khâu sau thu hoạch quan trọng và đang bị yếu kém nhất so với tất cả các khâu khác từ làm đất đến xay xát. So sánh mức độ đáp ứng nhu cầu trang bị máy móc trong canh tác lúa ở ĐBSCL như khâu làm đất chiếm tỷ lệ (95- 100%), bơm nước (95-100%), khâu gieo sạ chiếm (85-90%), thu hoạch chiếm (70- 75%; trong đó máy gặt đập liên hợp chiếm 45-50%), khâu bảo quản kỹ thuật thông thường (60%) và xay xát khoảng (100%) nhưng công đoạn ở giữa là sấy lúa đang chiếm tỉ lệ rất thấp chỉ khoảng (47%).
(Nguồn: Danida ASPS-2004) Thiếu máy sấy đã làm tăng tổn thất không chỉ ở khâu sấy mà còn ở tất cả các khâu sau đó như bảo quản, xay xát và chế biến lúa gạo. Trong khi đó, làm khô lúa tự nhiên bằng ánh nắng mặt trời vừa tăng chi phí lao động (do lao động nông thôn ngày càng khan hiếm và đắt đỏ); vừa giảm chất lượng lúa gạo do phơi lâu, không đồng đều và thường lẫn tạp chất; lại không chủ động được trong mọi điều kiện thời tiết, nhất là vụ lúa Hè-Thu khi thu hoạch vào mùa mưa. Khi gặp thời tiết bất thường, nhất là vào khoảng tháng 8, tháng 9 ở ĐBSCL là cao điểm mùa mưa và thường bị cộng hưởng bởi các đợt áp thấp nhiệt đới, bão, mưa dầm kéo dài không có sân phơi, lúc này giải pháp sấy mới được nông dân nghĩ đến và phải đạt những yêu cầu trong bảng 1.1 Những yêu cầu của máy sấy lúa ở ĐBSCL STT Các chỉ tiêu được yêu cầu Số người yêu cầu Thứ tự quang (%) trọng 01 Sấy nhanh để chống nảy mầm trong 40 1 bảo quản. 02 Sấy được chất lượng tốt (đồng đều 29 2 độ ẩm đầu vào sau khi sấy).
03 Sử dụng ít lao động. 23 3 04 Gạo say xát đạt chất lượng cao. 9 4 05 Gạo có màu sáng sau khi sấy. 7 5 06 Gạo có giá cao.
4 6 (Trương Thị Ngọc Chi, Tạp chí Omon Rice 17, 2010) Vào thời điểm thu hoạch hàng loạt với nhu cầu sấy cao, các lò sấy không đủ đáp ứng, nông dân các tỉnh ĐBSCL buộc phải đối mặt với tình trạng thiệt hại lớn do phần lớn lúa bị nảy mầm. Vì vậy tổn thất trong khâu này vẫn còn là cao nhất (4,2%), so với tổng tổn thất trong và sau thu hoạch lúa ở ĐBSCL (13,7%) (Bảng 1. Do đó, để giảm thiểu tổn thất sau thu hoạch và nâng cao giá trị lúa gạo, nhất là gạo xuất khẩu; nhu cầu tăng cường trang bị máy sấy để sấy lúa ở ĐBSCL hiện nay vô cùng bức thiết.2 Tổn thất lúa gạo trong và sau thu hoạch của các nước Các giai đoạn Sự tổn thất (%) ĐBSCL (Việt Nam) Đông Nam Á Nhật Bản Thu hoạch 3 1–3 2 Vận chuyển 0,9 1–7 Không đáng kể Phơi sấy và làm sạch 4,2 4 – 11 0,8 – 2,4 Bảo quản 2,6 2–6 0,3 Xay xát chế biến 3 2 – 10 0,6 Tổng cộng 13,7 10 – 37 3,9 – 5,6 (Nguồn: Danida ASPS 2004) 2 Những năm gần đây, do chủ trương của nhà nước và nhu cầu gieo sạ lúa đồng loạt để né “rầy” và những mầm bệnh cho lúa nên việc thu hoạch lúa cũng phải đồng loạt, đã gây một áp lực rất lớn cho khâu làm khô lúa sau khi thu hoạch. ĐBSCL có từ 2 đến 3 vụ lúa mỗi năm, mỗi vụ thu hoạch từ 6 đến 7 triệu tấn lúa và phải làm khô đến độ ẩm 14% chỉ trong vòng không quá 1 tháng.
Bên cạnh đó, để giảm thiểu tổn thất về lượng và đảm bảo chất lượng của lúa gạo, trong vòng 24 giờ đồng hồ sau khi thu hoạch, lúa phải được làm khô đến độ ẩm 14%. Sau đó, nó có thể được bảo quản hay xay xát. Trong khi đó, số lượng máy sấy ở ĐBSCL hiện nay chưa nhiều do khả năng đầu tư của nông dân, các cơ sở xay xát chế biến và các công ty lương thực còn hạn chế. Vì vậy, việc phát huy tối đa công suất và hiệu quả của máy sấy nhưng vẫn không làm tăng tổn thất về lượng và đảm bảo được chất lượng của lúa gạo là một việc rất quan trọng, phải được quan tâm nghiên cứu để ứng dụng.
Đồng thời máy gặt đập liên hợp phát triển nhiều dẫn đến việc thu hoạch lúa một cách ồ ạt, làm trữ lượng lúa tăng cao trong mùa thu hoạch dẫn tới áp lực lớn về làm khô lúa nhanh chóng để kịp thời bảo quản. Đây chính là áp lực lớn nhất cho các nhà máy sấy thông thường. Từ đây, để giảm tổn thất sau thu hoạch và đáp ứng yêu cầu của sản xuất, để nâng cao năng suất và hiệu quả sấy lúa, đồng thời đảm bảo được chất lượng lúa gạo, đề tài đề xuất phương pháp “sấy 2 giai đoạn” sấy nhanh để nâng cao năng lực sấy nhưng vẫn đảm bảo chất lượng lúa gạo. Do đó để tài: “Nghiên cứu thiết kế, chế tạo mô hình thí nghiệm để xác định các chế độ sấy tầng sôi phù hợp cho phương pháp sấy “2 giai đoạn” đối với lúa” là một vấn đề cấp thiết cần giải quyết trong giai đoạn hiện nay.
Mục tiêu của đề tài Xuất phát từ các vấn đề trên, được thực hiện nhằm mục đích: - Ngiên cứu thiết kế, chế tạo mô hình “sấy 2 giai đoạn” trong đó sử sụng sấy tầng sôi cho giai đoạn đầu - Thí nghiệm để xác định nhiệt độ sấy, thời gian sấy trong quá trình giảm ẩm của lúa và tỉ lệ rạn nứt sau khi sấy. Các tính chất này có thể phản ảnh chất lượng của gạo sau khi xay xát. 3 - Nghiên cứu thời gian ủ tối ưu ảnh hưởng đến tỉ lệ thu hồi gạo nguyên sau quá trình xay xát. Các phương pháp làm khô và các đặc tính ảnh hưởng đến lúa gạo 1.
Các đặc tính chất lượng của lúa gạo Đặc tính chất lượng của lúa Độ ẩm: Độ ẩm của lúa không chỉ ảnh hưởng lớn đến chất lượng của hạt trong quá trình vận chuyển và bảo quản mà còn ảnh hưởng đến chất lượng của quá trình xay xát chế biến. Độ ẩm của hạt cao sẽ làm cho hạt không đủ độ cứng để chịu được áp lực của rulo cao su bóc vỏ lúa hay chà xát làm trắng dẫn đến lúa bị gãy vở, nát vụn. Độ sạch: Lúa có độ sạch cao hơn khi nó lẫn ít hơn các tạp chất như: gié lúa, rơm, hạt cỏ, đá, sỏi Hạt bị rạn nứt: Nếu hạt sau khi thu hoạch được để trong môi trường có sự biến đổi đột ngột về nhiệt độ hay độ ẩm thì sẽ tạo ra ứng suất lực trong hạt dẫn đến hạt bị rạn nứt, làm giảm tỉ lệ thu hồi gạo trắng và gạo nguyên khi được xay xát. Hạt lúa bị chuyển màu: Do tiếp xúc với môi trường ẩm ướt hay sau khi bị làm khô.
Một số kết quả nguyên cứu cho thấy nếu lúa có độ ẩm > 20% thì khối hạt sẽ nóng lên trong vòng một ngày, nấm mốc sẽ xuất hiện sau hai ngày và chuyển sang màu vàng trong vòng 5 ngày. Đặc tính chất lượng của gạo Chất lượng gạo hiểu theo nghĩa tổng hợp bao gồm các yếu tố sau: Thuộc tính bên trong: là những thuộc tính người tiêu dùng khi ăn cảm nhận được mùi thơm, mềm, xốp, dẻo, ngọt.Thuộc tính bên ngoài: nhìn thấy được qua cảm quan (màu sắc, mùi vị), tỉ lệ tấm (gạo 5%, 10%, 15%, 20%. Chất lượng lúa gạo được đánh giá theo 4 tiêu chí: - Hình thức bên ngoài của hạt gạo: dạng hạt, màu sắc, độ trong, độ bóng… - Chất lượng xay sát: tỉ lệ gạo trắng tỉ lệ gạo nguyên, tấm… - Chất lượng cơm: hàm lượng amylost, nhiệt độ hoá cồn, độ bền, độ dẻo, độ nở cơm… - Chất lượng dinh dưỡng: hàm lượng protein, hàm lượng lipit, vitamin… 4 1. Các yếu tố sau thu hoạch ảnh hưởng đến chất lượng lúa gạo Thời điểm thu hoạch lúa Thời gian thu hoạch vào khoảng 30 ngày sau khi lúa trổ bông và độ ẩm hạt từ 20 ÷ 25 % là lý tưởng nhất.
Đây là độ ẩm thích hợp cho việc làm khô và giảm ẩm dễ dàng. + Nếu thu hoạch quá muộn ngoài việc lúa quá chín dễ rụng, lúa lúc này còn có độ ẩm của hạt quá nhỏ sẽ làm tăng tỷ lệ gãy của hạt do va đập cơ học khi tuốt lúa. + Nếu thu hoạch sớm độ ẩm của hạt cao do lúa còn nhiều hạt xanh chất lượng lúa kém ảnh hưởng tới quá trình xay xát, gạo chứa tỷ lệ bạc bụng cao, tỷ lệ gạo nguyên giảm. Giảm độ ẩm bảo quản Lúa sau khi thu hoạch thường có độ ẩm cao (22 - 25%) được các hộ nông dân hạ độ ẩm chủ yếu bằng phương làm khô tự nhiên nhờ vào năng lượng mặt trời (phơi nhanh).
Việc xác định độ ẩm đã đạt yêu cầu hay chưa chủ yếu bằng kinh nghiệm (cắn thử) nên không chính xác. Phương pháp này phụ thuộc vào thời tiết nên trong vụ Hè-Thu thường thu hoạch vào mùa mưa (tháng 8-9), độ ẩm của lúa hàng hoá thường rất cao (15,5 - 17%) không thể đưa vào dự trữ. Để xay xát hoặc tồn trữ, lúa cần được làm khô hạ độ ẩm. Lúa có độ ẩm 13-14% có thể bảo quản được từ 2-3 tháng, độ ẩm từ 12-12,5% bảo quản trên 3 tháng trong điều kiện bảo quản thông thường.
Lúa có thể làm khô tự nhiên hoặc phương pháp nhân tạo đúng theo kỹ thuật. - Giảm độ ẩm của hạt sau thu hoạch để giảm chi phí vận chuyển, tạo điều kiện thuận lợi trong xay xát hay bảo quản, và hạn chế sự giảm chất lượng của hạt và hoạt động của các loại côn trùng, nấm mốc. - Giảm độ ẩm của hạt đến độ ẩm tối ưu cho xay xát vì trong khâu xay xát, yêu cầu độ ẩm của lúa phải đạt 14 – 14,5% thì khi xay xát mới đảm bảo tốt về qui cách chất lượng gạo và tỷ lệ hạt nguyên cao.