Đăng ký Đăng nhập

Tài liệu Chuong_5_ung_revise_1

.DOC
29
285
80

Mô tả:

CHÖÔNG NAÊM: KHO BAÛO QUAÛN HAÏT Baûo quaûn haït laø moät trong nhöõng nhu caàu caáp thieát cuûa noâng nghieäp nöôùc ta hieän nay. Haït coù theå baûo quaûn daïng hôû hay baûo quaûn trong kho. Baûo quaûn daïng hôû laø daïng baûo quaûn reû tiền nhaát nhöng keùm an toaøn nhaát. Khi baûo quaûn daïng hôû, moïi nguyeân nhaân laøm toån thaát haït ñeàu coù theå xaûy ra nhö chim choùc, gaëm nhaám, coân truøng, vi sinh vaät aên haïi hạt; thôøi tieát taùc ñoäng xaáu tôùi caû ñoáng haït do ñoù bieän phaùp baûo quaûn hôû chæ thöïc hieän ngaén ngaøy tröôùc khi ñöa haït vaøo kho baûo quaûn thôøi gian daøi hôn. Tuy nhieân bieän phaùp baûo quaûn naøy ngaøy caøng ít ñöôïc aùp duïng. Baûo quaûn hôû coù theå coù hay khoâng coù maùi che. ÔÛ caùc nöôùc coù khí haäu khoâ raùo hay trong muøa khoâ, coù theå aùp duïng baûo quaûn hôû khoâng maùi che. Neáu coù vaøi côn möa raøo nhoû vaø ngaén thì chæ laø öôùt lôùp haït beân ngoaøi vaø sau ñoù aùnh naéng maët trôøi seõ laøm khoâ haït trôû laïi. ÔÛ caùc nöôùc xöù laïnh, haït coøn coù theå ñöôïc vuøi döôùi tuyeát, nhôø nhieät ñoä laïnh taêng cöôøng khaû naêng baûo quaûn haït. Ñeå haïn cheá taùc ñoäng tröïc tieáp cuûa böùc xaï maët trôøi, trong baûo quaûn hôû, ngöôøi ta coù theå döïng caùc maùi che ñôn giaûn nhö toân, rôm, laù… Hình 5.1: Baûo quaûn haït trong bao vaø coù taám phuû Ñeå coù theå baûo quaûn haït laâu daøi hôn caàn phaûi ñaàu tö xaây döïng kho. Hieän nay, caùc kho baûo quaûn haït khoâng nhöõng ñöôïc cô giôùi hoaù maø coøn ñöôïc töï ñoäng hoaù raát hieän ñaïi nhaèm ñaït ñöôïc hieäu quaû cao nhaát trong vieäc duy trì chaát löông haït. 5.1. Chức năng kho bảo quản hạt Nhà kho là một phương tiện kỹ thuật nhằm bảo quản hạt. Chức năng chính của kho lương thực là ngăn chặn các ảnh hưởng xấu của môi trường tới đống hạt, giảm thiểu tối đa tổn thất về chất lượng và số lượng hạt. Như đã phân tích ở phần trên các yếu tố ảnh hưởng tới đống hạt có 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, côn trùng và các động vật khác. Vì vậy, muốn bảo quản tốt, trước khi vào kho hạt cần qua một số quá trình xử lý như làm sạch, làm khô hay kích thích tăng nhanh quá trình chín sau thu hoạch…nên các tại kho bảo quản hạt sẽ có thêm các thiết bị nhằm đảm bảo các chức năng trên. 5.2. Phân loại kho: Có 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 và chiều cao của kho mà ta có kho đứng (silo) kho bằng hay kho ngầm a. Kho bằng khi chiều cao đống hạt trong kho tối đa là 4m. Kho bằng có thể chứa hạt dạng đổ đống hay dạng hạt đóng bao. Kho bằng thường có dạng hình khối chữ nhật. nhưng ở một số nước, kho bằng có dạng hình trụ (Bin storage). Trong trường hợp này, tuỳ thuộc độ cao của khối trụ mà kho bằng được xem là kho đứng (Deep bin). 56 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 Kho bằng Silo chứa hạt Kho ngầm Hình 5.2: Caùc daïng kho chöùa haït Hình 5.3: Phân biệt giữa kho bằng hình trụ tròn và silo dạng trụ 5.2.2. Dựa trên mục đích bảo quản ta có thể phân loại kho thành kho bảo quản tạm hạt tươi trên đồng, kho bảo quản hạt giống, kho bảo quản lương thực cho người, kho 57 chứa hạt nguyên liệu cho các nhà máy chế biến, kho trung chuyển trong buôn bán, xuất nhập khẩu, kho bảo quản hạt cho an ninh lương thực…  Kho thu mua: gaàn nôi saûn xuaát nguyeân lieäu, naêng suaát kho nhoû, cần coù thieát bò xöû lyù laøm tăng chaát löôïng haït (laøm khoâ, laøm saïch, phaân loaïi). Möùc ñoä cô giôùi tuøy thuoäc töøng vuøng. Thôøi gian baûo quaûn töông ñoái ngaén haït seõ ñöôïc chuyeån ñeán caùc kho trung chuyeån hay döï tröõ.  Kho trung chuyeån: ñaët ôû caùc ñaàu moái giao thoâng, thöôøng laø caùc thaønh phoá (keå caû ñöôøng saét, ñöôøng boä, ñöôøng thuûy). Nhieäm vuï cuûa kho laø tieáp nhaän nguyeân lieäu ôû caùc nôi ñöa ñeán, ñoàng thôøi phaân phoái ñi caùc nôi coøn thieáu. Thôøi gian haït ôû trong kho ngaén. Dung löôïng kho lôùn vaø xuaát nhaäp quanh naêm. Möùc ñoä cô giôùi trong vaän chuyeån cao.  Kho xuaát nhaäp khaåu: Xaây döïng ôû caùc caûng bieån. Dung löôïng khoâng lôùn (tính cho dung tích cuûa taøu). Möùc ñoä cô giôùi cao ñeå ruùt ngaén thôøi gian xuaát, nhaäp. Ñaûm baûo coù theå nhaäp daïng bao hoaëc daïng rôøi.  Kho döï tröõ cuûa nhaø nöôùc goàm 2 loaïi: kho döï tröõ quoác phoøng vaø döï tröõ thieân tai hoaëc ñieàu hoøa giaù caû. Thôøi gian haït ôû trong kho thöôøng laâu, tính baèng naêm. Loaïi kho naøy ñaëc bieät kieân coá ñeå coù theå giöõ ñöôïc chaát löôïng haït toát.  Kho cuûa nhaø maùy cheá bieán: yeâu caàn döï tröõ toái thieåu laø 1 thaùng theo naêng suaát cuûa nhaø maùy, ñeå ñaûm baûo saûn xuaát lieân tuïc. Haït cuõng thöôøng xuyeân ñöôïc xuaát nhaäp neân daïng kko naøy cuõng caàn heä thoáng xuaát nhaäp cô giôùi hoaù cao.  Kho thương nghiệp: Hạt được vaän chuyeån ra vaøo lieân tuïc nhöng dung löôïng kho khoâng caàn lôùn 5.2.3. Dựa trên mức độ cơ giới hoá khi xuất và nhập hạt, kho được phân thành  Kho thủ công: xuất và nhập hạt hoàn toàn bằng sức người.  Kho bán cơ giới một trong hai công đoạn xuất và nhập hạt được thực hiện thủ công, công đoạn còn lại được thực hiện bằng máy.  Kho cơ giới hoá: trong quaù trình xuaát vaø nhaäp hạt vào kho coù söï hoã trôï cuûa maùy moùc, thieát bò vaän chuyeån: baêng taûi, gaøu taûi, truïc taûi, vít taûi…Coù 2 loaïi kho cô giôùi: kho coù thieát bò gia coâng chaát löôïng (maùy saøng, maùy saáy, maùy phaân loaïi, maùy röûa haït) vaø kho khoâng coù thieát bò gia coâng chaát löôïng.  Kho tự động hoá: heä thoáng goàm caùc toøa nhaø vaø coâng trình vôùi caùc thieát bò, maùy moùc phuïc vuï cho gia coâng vaø baûo quaûn chaát löôïng baèng töï ñoäng hoùa hoaøn toaøn. 5.2.4. Dựa trên thời gian bảo quản ta có loại kho bảo quản ngắn ngày, trung bình và kho bảo quản dài ngày. Kho bảo quản ngắn ngày từ vài tuần đến dưới 3 tháng hay gặp trong kho thu mua, kho bảo quản tại nhà máy, bến cảng… Các dạng kho này dung l ượng không lớn và cần dễ dàng trong xuất nhập. Ngược lại kho bảo quản hạt dài ngày, khi thời gian bảo quản hạt trên 1 năm thì cấu trúc kho cần đảm bảo giữ được chất lượng hạt sau thời gian bảo quản mà ít tốn nhân công. Khi xây dựng kho, dựa vào mục đích sử dụng kho, thời hạn cần bảo quản, nhu cầu lượng hạt tối đa cần bảo quản, khả năng cung cấp nguyên liệu và nhất là tình hình kinh tế trong thời điểm xây dựng và cho tương lai để quyết định quy mô và loại kho. 5.3. Các yêu cầu chung của kho bảo quản hạt 58 Hạt lương thực có độ rỗng khá lớn nên thể tích kho cần để chứa hạt cần lớn hơn nhiều loại hạt rời khác. Ngoài ra hạt lương thực thu hoạch theo thời vụ nhưng lại tiêu thụ quanh năm. Diện tích kho cần đủ lớn để chứa hạt vào đầu vụ nhưng lại không được sử dụng hết vào các thời điểm khác, vì vậy cần quy hoạch để có thể phối hợp tận dụng mọi dạng kho nhằm tiết kiệm diện tích. Hạt cần bảo quản vẫn có các hoạt động sống và dễ hư hỏng. Mức độ hô hấp và tốc độ hư hỏng của hạt phụ thuộc vào điều kiện thu hoạch và bảo quản. Các yếu tố ảnh hưởng chính đến tính chất của hạt là độ ẩm và nhiệt độ của hạt và môi trường bảo quản, số lượng và loại vi sinh vật, côn trùng xâm nhập vào khối hạt. Kiểm soát độ ẩm, nhiệt độ và chủ động phòng trừ sinh vật gây hại là yêu cầu quan trong nhất trong bảo quản hạt. Vì vậy, ngay từ khi thiết kế kho cần lưu tâm đến cấu trúc kho để ngăn chặn các điều kiện thuận lợi cho sự phát triển của vsv như ngăn mạch ẩm thấm vào kho từ đất hay tường, mái kho; cần có hệ thống ngăn sự xâm nhập của động vật như lưới ngăn trùng hay ngăn chuột; cần phải bố trí các đầu đo ẩm, nhiệt và đề ra các phương án xử lý nhanh khi ẩm hay nhiệt tăng quá giới hạn cho phép Hạt thu hoạch có chất lượng khác nhau, đặc biệt là hạt thu hoạch tại thời điểm mưa lũ có độ ẩm cao, vì vậy cần bố trí riêng hạt thành từng khu vực khác nhau để có biện pháp xử lý riêng. Một yêu cầu nữa của kho là cần có các khu vực bảo quản riêng biệt, tránh lẫn loại giữa các giống hạt khác nhau. Hô hấp của hạt làm cho thành phần không khí trong kho thay đổi. Lượng oxy giảm và lượng khí carbonic tăng làm ảnh hưởng đến sức khoẻ. Mặt khác để phòng côn trùng, trong kho cần phun thuốc trừ trùng với nồng độ thuốc cao. Đảm bảo an toàn cho nhân viên làm việc trong kho là yêu cầu không thể thiếu trong thiết kế và vận hành kho. Hạt lương thực là hạt rời có tác động lớn lên thành và nền kho do đó khu đất cần có độ cứng thích hợp và thành kho có cấu tạo đủ chịu được “lực đạp” của hạt. Do các tính chất đặc biệt của hạt lương thực, kho chứa hạt cần có các yêu cầu sau: 5.3.1. Yêu cầu kỹ thuật về cấu trúc kho  Kho phải có dung tích đủ lớn thích hợp với lượng hạt cần bảo quản trong thời gian dự tính  Kho phải chống thấm tốt cả ở mái, trần nhà, tường và sàn, chống dột và chống dẫn ẩm do mao dẫn  Kho nên có cấu trúc kín để tránh xâm nhập của không khí ẩm, các vi sinh vật, côn trùng, chim, chuột từ môi trường ngoài, đồng thời có thể xông khí sát trùng khi cần.  Kho phải cách nhiệt tốt, chống bức xạ mặt trời ở mái và chống đọng sương do thay đổi nhiệt ở tường và sàn nhà  Kho có khả năng thoát nhiệt dễ nhờ thông thoáng tự nhiên hay cưỡng bức để thoát nhiệt khi cần  Kho dễ dàng vận hành, theo dõi, quan sát hàng ngày và có khả năng xử lý nhanh chóng các tình huống xấu diễn ra như hiện tượng bốc nóng, đọng ẩm…  Kho có cấu trúc thích hợp chống hoả hoạn, bão, lũ và an toàn tuyệt đối cho nhân viên phụ trách kho  Hệ thống kho nên trang bị đầy đủ các thiết bị phục vụ cho việc xuất nhập và đảm bảo chất lượng hạt như cân, các hệ thống làm sạch hạt, các hệ thống kiểm soát và xử lý như đầu dò nhiệt ẩm, quạt, máy sấy (hay sân phơi)… 5.3.2. Yêu cầu về khu đất xây dựng và bố trí tổng mặt bằng kho 59  Hướng kho chọn sao cho bức xạ nhiệt mặt trời nhỏ nhất. Thường là chiều dài kho theo hướng đông – tây ở vùng nhiệt đới và hướng bắc nam ở vùng ôn đới. Kho nên ở trên hướng gió so với các nhà máy tạo mùi và nằm cuối hướng gió chủ đạo so với khu dân cư.  Nền đất cần chọn có độ cứng thích hợp để chịu lực nén của kho và khối hạt trong kho. Khu đất cần đủ rộng rãi, quang đãng, nên hơi nghiêng khoảng 2 -5 0 để thoát nước mưa  Kho nên xa các nhà máy hoá chất, các nhà máy sinh mùi, xa nhà trẻ, trường học bệnh viện… và những kho cao (silo) cần xa sân bay  Đồng thời cũng như các công trình công nghiệp khác khi lựa chọn vị trí xây kho nên gần với đường giao thông thuỷ, bộ, gần vùng nguyên liệu hay vùng tiêu thụ.  Nên tính đến khả năng tận dụng các khả năng hợp tác với các nhà máy khác về nguồn điện, nước, và các công trình phúc lợi phục vụ công nhân…  Môi trường xung quanh kho nên giữ quang đãng, không có cây cối, không bị ngập 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 là vật liệu rời và sẽ tạo nên thành và đáy kho một áp lực. Chiều cao đống hạt càng lớn thì áp lực của hạt lên thành và đáy kho càng cao. Xác định được áp lực của hạt lên thành và đáy kho là một vấn đề cần phải quan tâm khi thiết kế và vận hành kho nhằm tránh làm tổn thương nguyên liệu ở đáy của đống hạt và tránh các hư hỏng đối với kho. Lực tác dụng lên thành kho (PW) được chia thành 2 phần nhỏ: lực tác động theo phương thẳng đứng (PV) và lực tác động theo phương ngang (PL). Tỷ số giữa lực tác động trên thành kho PW và lực tác động theo phương đứng PV được ký hiêu là K. trong trường hợp thành kho dạng thẳng đứng thì PW = PL (Sửa giúp  thành K, V thành PV, h thành PL) Hình 5.4: Các thành phần lực tác dụng trên thành kho Đối với vật liệu là dạng hạt rời trị số K  0 (thường trong khoảng 0,3  0,6), đối với các vật liệu là khối rắn liên tục, giá trị K = 0 còn đối với vật liệu dạng lỏng K = 1. Do đó, vật liệu dạng khối rắn liên tục chỉ tác động đến đáy kho mà không tạo áp lực lên thành kho. Vật liệu dạng lỏng tạo áp lực trên thành kho dạng tuyến tính đối với chiều cao khối lỏng. Vật liệu dạng hạt rời tác động lên tường kho theo dạng đường cong. Lực hạt tác động lên thành kho gọi là “lực đạp” của hạt. “Lực đạp” tác động lên thành kho thay đổi phức tạp phụ thuộc vào khối lương riêng biểu kiến của đống hạt, độ cao đống hạt, hình dạng kho, 60 vào góc nghiêng tự nhiên, góc trượt của hạt… Như vậy, các yếu tố ảnh hưởng lên độ rời của hạt như độ ẩm, tạp chất… cũng sẽ ảnh hưởng đến lực tác động của hạt vào thành kho Hình 5.5: Lực tác dụng lên thành kho của khối chất lỏng và khối hạt rời Janssen từ năm 1878 đã đưa ra công thức tính toán lực tác động của hạt trên thành và đáy kho chứa hạt dạng tròn (deep bin). Ngày nay, đã có nhiều nhiều tác giả đ ưa ra các công thức khác nhau để xác định áp lực này cho các dạng kho và các dạng hạt khác nhau. Tuy nhiên, công thức của Janssen vẫn còn được sử dụng khá phổ biến để tính kho. Công thức của Janssen dựa trên phân tích lực thành phần của khối hạt theo phương ngang và phương đứng theo tác động của khối lượng riêng biểu kiến và độ rời của hạt. Các lực tác động lên khối hạt trong kho có diện tích bằng tiết diện kho A (m2), chu vi U (m) và chiều cao dh (m) bao gồm Hình 5.6: Phân tích lực tác động lên một khối hạt trong kho chứa hạt có diện tích A và chu vi U, chiều cao dh Pv A = Lực tác động của khối hạt phía trên theo phương đứng từ phía trên xuống  A g dh = Trong lực của khối hạt (Pv + dPv) A = Lực tác động khối hạt phía dưới lên khối hạt đang xét Khi thành kho thẳng đứng và khi thiết diện kho đối xứng thì tổng phản lực theo phương ngang của thành kho trên hạt triệt tiêu nhau và không được kể đến, tuy nhiên hạt vẫn có lực tác dụng PW = PL lên thành kho nên sẽ nảy sinh lực ma sát  U dh = Tác động của lực ma sát giữa khối hạt đang xét và thành thiết bị; khoảng diện tích thành kho có chu vi U và chiều cao là dh là bằng U.dh  = ’Pw ;(Pa) Với ’= tg ’: Hệ số ma sát giữa hạt và tường kho 61 ’(0) : Góc ma sát ngoài (ma sát giữa hạt và vật liệu làm kho – có giá trị bằng góc trượt )  (kg/m3): Khối lượng riêng biểu kiến của đống hạt h (m): Chiều sâu của lớp hạt (từ mặt trên đến điểm đang xét) g (m/s2): Gia tốc trọng trường Trong kho, khối hạt đang cân bằng về lực nên (Pv + dPv) A +  U dh = Pv A +  A g dh Với K: Tỷ số giữa lực tác động vuông góc với thành kho và lực tác động theo ph ương đứng. Trong trường hợp thành kho dạng thẳng đứng P L = PW nên K = PW/PV = PL/PV suy ra A dPv =  A g dh -  K Pv U dh Lấy tích phân hai vế của phương trình với từ h=0 đến h=H , và Pv = PV0 and Pv = Pv sẽ được phương trình lực tác dụng của hạt lên thành kho theo phương đứng (PV) của Janssen  gA PV    U ' K      1  e   UK ' H A UK ' H   0 A   PV e   ;(Pa) Lực tác dụng của hạt lên thành kho theo phương ngang (PL): UK ' H UK ' H     gA   0 A A  PL  PV K   1  e  KP e  V  U '        ;(Pa) Lực tác dụng của tường kho lên khối hạt (lực ma sát)   gA    1  e  U     ' PW   ' PL   UK ' H A UK ' H   0 A   K ' PV e  ;(Pa) Nếu thành kho dựng đứng: tổng lực tác dụng của hạt lên thành kho P W = PL Nếu ngay tại vị trí h=0 giá trị P v = PV0 = 0, và kho có dạng trụ đứng tức A/U = D/4 thì lực tác dụng theo phương đứng có dạng  gD PV    4 ' K      1  e  4 K ' H D    ;(Pa) và lực tác dụng theo phương ngang hay tổng lực tác dụng lên tường kho có dạng  gD    4 K ' H  / D PL  PV K    4 '  1 e     ;(Pa) Qua công thức trên ta nhận thấy lực tác động trên thành kho sẽ càng lớn khi đường kính của kho lớn, đó là lý do silo bảo quản hạt thường có đường kính nhỏ và chiều cao lớn. Ngược lại, trong kho bảo quản chất lỏng (thí dụ kho chứa dầu) thì do áp lực thủy tĩnh tỷ lệ thuận với chiều cao nên các kho chứa thường có đường kính lớn còn chiều cao thấp. Giá trị góc ma sát ngoài của hạt với tường kho cũng có ảnh hưởng đến lực tác động vào thành kho. Tường kho thô ráp (có nghĩa là có góc ma sát lớn hay hệ số ma sát ’ lớn) sẽ tạo ra lực tác động lên thành kho nhỏ hơn tường kho trơn láng. Điều này được thể hiện trong phương trình tính lực tác dụng vào thành thiết bị có giá trị hệ số ma sát ’ ở mẫu số. Trong phương trình trên cần xác định giá trị K cho các loại hạt khác nhau. Giá trị K có thể được tính theo phương trình của Kézdi K = 1 – sin  (0) : Góc ma sát trong (ma sát giữa hạt và hạt – có giá trị bằng góc nghiêng tự nhiên ) và  = tg  : Hệ số ma sát giữa hạt và hạt Để cho an toàn, trong xây dựng kho, một số nước có thể tăng giá trị của K như theo tiêu chuẩn của Đức DIN 1055 phần 6 (cho phần xây dựng silo) chọn hệ số K = 1,2.(1 – sin). 62 Thông thường nếu không thực hiện thí nghiệm để đo góc ma sát trong, giá trị K có thể lấy gần đúng bằng 0,4 Đối với trường hợp kho chưa hạt có chiều cao thấp, áp lực trên thành kho có thể tính theo công thức của Airy  PL  gH    1       '   1   2      2 Hay công thức của Ranskine PL  gH 1  sin  1  sin  Nếu thành kho không phải thẳng đứng mà nghiêng với phương đứng 1 góc , thí dụ trong trường hợp các phễu thoát liệu, Phân tích lực tác dụng lên 1 vi phân chiều cao hạt trong phễu dz được trình bày trong hình Hình 5.7: Phân tích lực tác động lên một khối hạt trong phễu tháo liệu có diện tích A và diện tích thành phễu dAM, chiều cao dz Cần lưu ý là lúc này tổng phản lực của thành kho lên khối hạt khác không thì lúc đó phương trình Janssen có dạng d(APV) + gAdz = PWsindAM + cosdAM Trong đó z (m): chiều cao của phễu được tính từ chóp nhọn (tưởng tượng) của phễu đến điểm đang xét Biến đổi phương trình trên ta có    dPV P '    1  n V  g với n   m  1  K 1   tg  dz z    Trong đó m là hệ số hình dạng của phễu. Thí dụ m = 0 nếu phễu dạng hình nêm (hình b) và m = 1 nếu phễu dạng hình côn (hình a) Giá trị của K và n thay đổi tuỳ thuộc vào nhiều yếu tố như hình dạng phễu thoát liệu, tình trạng hoạt động của phễu (chứa đầy hạt hay đang tháo liệu), tính chất, hình dạng của 63 dòng thoát liệu. Việc tính toán K và n là một bài toán phức tạp và có nhiều nghiên cứu khác nhau để xác định các số hạng này như phương pháp của Motzkus – 1974 Arnold và McLean – 1976…Một số dạng của phễu tháo liệu được trình bày trong hình Hình 5.8: Một số dạng cấu trúc của phễu tháo liệu Cần lưu ý rằng lực tác động trên thành kho khi kho đang chứa đầy và khi kho đang tháo liệu không giống nhau, đặc biệt là tại phễu tháo liệu. Trạng thái ứng suất sau khi silo đã chứa đầy hạt được gọi là trạng thái ứng suất hoạt động hoặc trạng thái chứa đầy. Khi bắt đầu tháo liệu, các hạt rời sẽ chảy ra khỏi kho dọc theo phễu tháo liệu theo 2 cách đ ược trình bày trong hình Trường hợp thứ nhất, tháo liệu cả khối (mass flow) trong trường hợp này toàn bộ khối hạt trong kho sẽ chuyển động theo hướng đi xuống nhưng không nhất thiết là với cùng một tốc độ. Dòng chảy của hạt đều đặn và có thể kiểm soát, điều khiển được. Vận tốc chuyển động hạt chậm nên ít mài mòn làm mỏng thành thiết bị. Thông thường khi bảo quản hạt tốt, không có hư hỏng, tăng ẩm hay nhiễm côn trùng, vi sinh vật, hạt sẽ tháo liệu theo dạng khối. Trường hợp thứ hai, hạt thoát ra theo một kênh thoát, chỉ các hạt tại trung tâm mới chuyển động hướng xuống.Trong trường hợp này sẽ xuất hiện vùng chết, hạt không chuyển động xuống được. Trong trường hợp đó, việc tháo liệu sẽ gặp khó khăn. Hạt tại các vùng chết chỉ có thể tháo ra được hết khi tháo liệu toàn kho (làm trống kho) Hạt sẽ thoát liệu theo dạng dòng nào phụ thuộc vào cấu trúc của phễu tháo liệu, và độ rời của hạt. Góc tháo liệu càng dốc và thành phễu càng trơn láng, độ rời hạt càng lớn thì càng hạn chế được dòng thoát liệu theo dạng “kênh thoát” 64 Hình 5.9: Thoát liệu dạng cả khối (mass flow) và dạng kênh thoát (funnel flow) Như vậy tổng lực trong silo chứa đầy hạt lực tác động trên thành thiết bị có dạng như hình . Lực tác dụng chính, vuông góc với thành thiết bị P W trong phần kho thẳng đứng sẽ tăng theo chiều sâu nhưng không tăng tuyến tính mà có tốc độ tăng giảm dần. Trong phần kho này, phần lực tác dụng theo phương thẳng đứng có giá trị lớn hơn phần lực tác dụng theo phương ngang. Tại vùng chuyển tiếp giữa phần thẳng đứng của kho và phễu tháo liệu, lực tác dụng lên thành kho P W tăng đột ngột, sau đó tại phễu thoát liệu, áp lực cũng sẽ giảm dần theo chiều của vật liệu thoát. Áp lực trên phễu thoát cũng phụ thuộc vào cấu trúc của phễu và độ rời của hạt. Microsoft Office Word 2003.lnk Hình 5.10: Lực tác dụng trên thành silo chứa đầy hạt (lực tác dụng chung trên thành kho và thành phần lực tác dung theo phương đứng Khi bắt đầu quá trình tháo liệu, các hạt sẽ chuyển động xuống dưới, lúc này bắt đầu có sự biến đổi lực tác động lên thành kho. Nguyên nhân của biến đổi lực tác dụng là do khi tháo liệu, hạt sẽ chuyển động theo phương hướng tâm của phễu dẫn đến phần lực tác động theo chiều thẳng đứng giảm còn phần lực tác động theo chiều ngang trên phễu lại tăng lên, kết quả trong phễu xuất hiện các vùng ứng suất thụ động. Các vùng ứng suất thụ động có thể chỉ xuất hiện ở phần dưới của phễu, nhưng cũng có thể phát triển trong toàn bộ phễu tháo liệu. Trong một số trường hợp, một phần vùng ứng suất thụ động sẽ chuyển 65 thành “vùng chết”. Lực tác động lên thành kho trong cả 3 trường hợp trên được trình bày trong hình . Hình 5.11: Các vùng ứng suất thụ động phát triển ở phần dưới của phễu, trong toàn phễu và trong trường hợp có xuất hiện thoát liệu dạng “kênh thoát liệu” Năm 2003, M. Guaita, A. Couto và F. Ayuga đã nghiên cứu tác động lực trên silo chứa 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 5.12: Cấu trúc của silo nghiên cứu HS: chiều cao silo, T, Chiều cao phễu thoát liệu; H, Chiều cao phần hình trụ; R, bán kính silo; A, Chiều cao phần hàn nối giữa trụ 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 chất dẻo, ta gọi đó là các “vùng giả dẻo”. Ảnh hưởng của góc ma sát trong của hạt và độ lệch của 66 phễu thoát liệu đến các “vùng giả dẻo” trong silo do M. Guaita nghiên cứu được 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 càng giảm. Khi hạt có góc ma sát trong 280, “vùng giả dẻo” còn rất ít. Do đó trong bảo quản hạt, giảm độ ẩm và giảm tạp chất giúp làm tăng độ rời Hình 5.13: 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%; và (f) 100% Hình 5.14: 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%; và (f) 100% 67 Hình 5.15: 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%; và (f) 100% 68 Hình 5.16: 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% Thông qua các nghiên cứu cụ thể, xác định 5.5. Kho bằng: Ở Việt nam dạng kho phổ biến nhất là kho bằng do ưu thế về giá thành xây dựng thấp, không có các yêu cầu cao về trang thiết bị hay trình độ của công nhân vận hành kho. Tuy nhiên bảo quản bằng kho bằng có nhược điểm không bảo đảm độ kín, có thể bị ảnh hưởng bởi các ảnh hưởng xấu của môi trường ngoài. Có thể bảo quản hạt dạng bao hay dạng đống hạt trong kho bằng. Cấu tạo chung của kho bằng đựơc trình bày trong hình Hình 5.17: Cấu tạo chung của kho bằng Hình 5.18: Các kích thước chung của một kho chứa hạt thông thường 69 Hình 5.19: 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 công nghệ của mái kho là cần chịu được sức gió, tránh được mưa, nắng, dột và ảnh hưởng của bức xạ mặt trời hay hiện tượng đọng sương của lớp hạt trên bề mặt đống hạt. Mái thường được xây dựng bao gồm một khung mái và các vật liệu lợp mái. Khung mái thường được làm bằng gỗ hay thép. Các vật liệu lợp có thể bằng tôn, ngói, nhựa xi măng… và cả bằng r ơm, lá tùy điều kiện kinh tế và khí hậu từng vùng. Đôi khi mái xây dạng “cuốn” không có khung mà xây bằng 1 lớp gạch nghiêng và một lớp gạch nằm và phía trên lợp ngói. Ở điều kiện nhiệt đới, lượng nhiệt truyền vào trong kho phần lớn là bức xạ mặt trời truyền qua mái, nếu kết cấu và vật liệu làm mái không thích hợp có thể làm tăng 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 có màu nhạt hay bề mặt có khả năng phản xạ cao ở mặt trên để tránh hấp thụ nhiệt.  Mái không được có rầm cái, và cố gắng tránh không nên có trụ đỡ. Nếu là mái phẳng cần có độ dốc đễ thoát nước mưa. ÔÛ vuøng nhieät ñôùi, maùi queùt haéc ín ñeå traùnh thaám vaø coù maùi chìa roäng laøm taêng caùch nhieät.  Mái phải làm bằng chất cách nhiệt tốt, không bị đọng nước và phòng chống được các thiệt hại do chim, gặm nhấm, côn trùng, vi sinh vật gây ra. Các vật liệu làm mái bao gồm ngói lợp, ngói đá đen, ngói xi măng amiăng, vải quét bitum, sắt tây, nhôm tấm, tấm lợp ximăng amiăng lượn sóng và bê tông trát vữa.  Dưới mái kho nên có lớp trần cách nhiệt, tuy nhiên cần lưu ý kiểm soát các sinh vật gây hại sống trên trần.  Toaøn boä oáng daãn nöôùc töø maùng maùi phaûi ñaët beân ngoaøi, khoâng ñöôïc laép oáng daãn beân trong kho, vì ñoù vöøa laø nôi sinh soáng cuûa saâu moït vaø sinh vaät nhoû vaø vöøa laø ñöôøng ñi laïi cho loaøi gaëm nhaám vaø neáu coù nhöõng choã hoûng thì nöôùc möa coù theå laøm hoûng haït. 70 Hình 5.20: Cấu tạo của một maùi kho thoâng thöôøng Người ta có thể phân dạng mái kho thành các dạng sau:  Dựa theo cấu trúc của mái ta có mái vòm và mái phẳng: Mái vòm là dạng mái có cấu trúc dạng parabol hay dạng bán cầu còn mái phẳng thì có dạng tấm phẳng. Mái phẳng có thể là một mái hay nhiều mái  Dựa vào độ nghiêng của mái ta có mái bằng và mái dốc. Mái được xem là bằng khi 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 liệu lợp mái. Ở vùng nóng, ít mưa thì nên làm mái bằng, còn ở các vùng nhiều mưa, mái nên có độ dốc cao để thoát nước nhanh 71 Hình 5.21: Caùc daïng caáu taïo khung cuûa maùi kho Để thuận tiện cho vấn đề thông gió cho kho, trên mái kho có thể thiết kế các lỗ thông gió. Ỵêu cầu của các lỗ thông gió là có thể mở ra khi cần thông gió và đóng kín khi chấm dứt quá trình thông gió. Tránh hiện tượng dột hay thấm ẩm vào kho. Một vài dạng cấu trúc của ống thông gió được trình bày trong hình 72 Hình 5.22: 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 5.23: 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… 73 Hình 5.24: Caùch bòt kín caùc loã thoâng hôi treân maùi nhaø ñeå traùnh chuoät b. Móng Yêu cầu căn bản của móng kho lương thực bao gồm: Móng cần đủ vững để chịu lực của hạt và thiết bị trong kho. Móng phải được xử lý chống mối ở những nơi cần thiết. Cấu trúc móng cũng cần đảm bảo tránh chuột đào hang vào kho. Từ các yêu cầu này thông thường móng được xây bằng đá, hay gạch với vữa xi măng mác cao. Để chống ngấm nước vào chân tường, chung quanh chân tường nên làm dốc để thoát nước. Chiều rộng bình thường của dốc chân tường tối thiểu là 1m đeå ngaên ngöøa chuoät ñaøo bôùi beân döôùi toaø nhaø. Thöôøng neân xaây döïng moùng saâu xuoáng ñeán 900mm hay söû duïng thieát keá moùng hình chöõ L vôùi chieàu saâu 600mm vaø chieàu ngang 300 mm höôùng ra ngoaøi toaø nhaø. Saøn nhaø caàn ñöôïc laùng beâ toâng toaøn boä dieän tích neàn beân trong caùc böùc töôøng. Khoâng ñöôïc coù nhöõng loã thuûng hay khe hôû ôû moùng cuõng nhö choã giao giöõa töôøng vaø saøn nhaø. Hình 5.25: Các dạng thiết kế móng nhà ngăn ngừa chuột c. Nền kho: Trong nhaø kho chöùa haït, neàn kho laø boä phaän chòu löïc neùn cuûa ñoáng haït vaø laø choã tieáp xuùc vôùi ñaát nhieàu nhaát. Do vaäy saøn kho thöôøng laø choã deã bò thaám aåm töø ñaát leân. Thöïc teá baûo quaûn haït ôû nhöõng loaïi kho khaùc nhau cho thaáy, neáu neàn kho thieát keá vaø thi coâng khoâng toát, khoâng ngaét ñöôïc maïch thaám aåm chæ caàn sau 2-3 thaùng baûo quaûn haït ôû saùt neàn kho seõ bò men, muïc. Maët khaùc neàn kho coù dieän tieáp xuùc vôùi maët ñaát lôùn, ñoáng haït thöôøng coù ñoä nhieät cao, maët ñaát thöôøng nguoäi ñi raát nhanh hôn haït gaây neân hieän töông “ñoå moà hoâi”, laøm cho haït bò men, moác. Do vaäy neàn saøn kho baûo quaûn thoùc phaûi ñaït nhöõng yeâu caàu sau ñaây:  Nền kho phải chịu được lực nén của hạt và của các thiết bị trong kho, tránh gây lún nứt khó khăn trong quét dọn  Nền kho có cấu trúc sao cho tránh đọng ẩm. Để tránh ẩm thấm từ đất lên cấu tạo sàn kho cần các lớp chống ẩm để ngăn nguồn nước ngầm thấm lên sàn. Để tránh hiện tượng nóng lạnh bất thường gây đọng ẩm dẫn đến hư hỏng hạt sàn kho cần làm sao cho có độ dẫn nhiệt càng gần độ dẫn nhiệt của hạt càng tốt  Ngoài ra còn có một số yêu cầu khác như làm sao tránh sự xâm nhập của chuột và côn trùng gây hại, dễ làm sạch, làm khô, bền vững, 74 Sàn kho thường được làm bằng bê tông chất lưôïng tốt, xử lý thêm các chất phụ gia đông cứng để ngăn bụi. Thường 2 kiểu sàn thông dụng được sử dụng là sàn xi măng không có gầm thông gió và sàn kho có gầm thông gió. Sàn xi măng không thông gió được tạo ra bằng một vài lớp chất liệu khác nhau nhằm đạt được các yêu cầu của sàn kho. Thí dụ sàn kho tạo nên từ 6 lớp: dưới cùng là đất nện, sau là một lớp cát khô, đến 1 lớp gạch, đá, một lớp vật liệu cách ẩm như giấy cách ẩm, plastic…, trên lớp này lại là 1 lớp gạch đá nện và trên cùng láng 1 lớp bê tông. Sàn xi măng không có gầm thông gió có lợi thế xây dựng đơn giản, rẻ tiền, dễ dàng cho quét dọn. Nhưng nhược điểm chính của dạng sàn này là dễ bị thấm ẩm và dễ đọng sương. Sau một thời gian sử dụng, nếu lớp cách ẩm bị phá hủy, sàn có thể bị ngấm ẩm. Vì vậy nếu kho có dạng sàn này thì hạt không thể bảo quản lâu dài dạng đống. Dạng sàn có gầm thông gió thì giữa các lớp vật liệu như sàn không thông gió được cấu trúc thêm một lớp không khí đệm để cách ẩm và cách nhiệt. Lớp đệm không khí có thể tạo nên bằng cách xây 1 lớp gạch cuốn cao 60 – 80cm, trên lớp gạch cuốn đổ đất, gạch đá vụn và trên cùng láng xi măng. Lớp khí đệm cũng có thể tạo bằng cách lát các tấm đan bê tông trên các cầu gạch, đối ới dạng này, cần láng các trụ cuốn gạch bằng xi măng mác cao để chống thấm tuyệt đối. Hình 5.26: Nền và móng kho xây dựng tại vị trí thoát ẩm tốt theo khuyến nghị của FAO Hình 5.27: Nền và móng kho xây dựng tại vị trí thoát ẩm không tốt trên nền đất theo khuyến nghị của FAO d. Tường kho Chöùc naêng chính cuûa töôøng kho laø ñeå bao che cho nhaø kho, ngaên chaën söï xaâm nhaäp cuûa vi sinh vaät vaø coân truøng. Khi baûo quaûn haït, nhaát laø daïng ñoå rôøi, töôøng kho khoâng nhöõng chæ chòu taûi troïng cuûa maùi, chịu löïc taùc ñoäng cuûa gioù baõo maø coøn chòu löïc ñaïp cuûa khoái haït. Ñeå baûo quaûn löông thöïc ñöôïc toát, töôøng kho phaûi ñaûm baûo caùc yeâu caàu sau ñaây: Tường kho phải đủ dày để chịu lực tác dụng của hạt, chống lại khả năng gặm nhấm của chuột và có khả năng chống chọi lại gió bão. Tường kho cũng phải chống lại được bức xạ nhiệt của mặt trời, thấm ẩm của hơi nước và chống lại hiện tượng “đổ mồ hôi” của hạt. Mặt khác tường nên nhẵn bóng để tránh vi sinh vật, côn trùng, chuột làm tổ và dễ dọn vệ sinh. 75
- Xem thêm -

Tài liệu liên quan