Nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số đến chất lượng sản phẩm và tiêu thụ năng lượng của máy trộn thức ăn chăn nuôi kiểu nằm ngang

1
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Thức ăn chăn nuôi chiếm phần lớn chi phí chăn nuôi (60 – 80%). Năm 2006, tỷ
lệ sử dụng thức ăn công nghiệp trong ngành chăn nuôi của Việt Nam là 41,6%, thấp
hơn mức trung bình của thế giới là 48,2% và đặc biệt thấp hơn các nước có ngành chăn
nuôi phát triển như Thụy Điển, Na Uy, Mỹ, Nhật Bản, Hàn Quốc với tỷ lệ sử dụng
thức ăn công nghiệp trên 80% (Bộ NN & PTNT, 2007).
Ngành chế biến thức ăn chăn nuôi của Việt Nam được kỳ vọng là sẽ giúp tăng tỷ
trọng thức ăn công nghiệp được sử dụng trong ngành chăn nuôi lên 55,5% vào năm
2010, 67,3% vào năm 2015 và 70,1% vào 2020 (Chiến lược Phát triển ngành Chăn
nuôi đến năm 2020, Bộ NN & PTNT, 2007).
Các doanh nghiệp chế biến thức ăn chăn nuôi vừa và nhỏ chiếm hơn 90%
doanh nghiệp sản xuất thức ăn hiện nay, được đánh giá là yếu hơn các doanh nghiệp
quy mô lớn về quản lý chất lượng và công nghệ (Dự án 030/06VIE, 2010). Vì thế,
để đạt được kỳ vọng đó, một trong những nhân tố quan trọng là phát triển công
nghiệp chế biến thức ăn chăn nuôi, đặc biệt là quy mô vừa và nhỏ (2 – 5Tấn/h) với
trang thiết bị đồng bộ nhằm nâng cao chất lượng, giảm giá thành sản phẩm, trong
đó có khâu cuối cùng- khâu trộn thức ăn là quan trọng.
Trên thế giới hiện có rất nhiều các loại máy trộn thức ăn chăn nuôi được nghiên
cứu và chế tạo, phần lớn các tác giả tập trung nghiên cứu máy trộn cánh gạt, nằm
ngang, làm việc gián đoạn hoặc liên tục, nhất là kiểu hai trục cánh trộn; nhưng việc
nghiên cứu vẫn chưa toàn diện, chủ yếu mang tính chất thực nghiệm. Việc xác định
các thông số của quá trình trộn và quy luật trộn gặp khó khăn, chủ yếu là do nhiều
yếu tố biến đổi ảnh hưởng đến động lực học của máy trộn như: thông số chế tạo, cơ
lý tính của các thành phần thức ăn, nguyên lý trộn và các chỉ số công nghệ khác
Tại Việt Nam, máy trộn thức ăn chăn nuôi trong các dây chuyền sản xuất
được nhập khẩu từ nước ngoài hoặc chế tạo theo kinh nghiệm với rất nhiều kiểu
dáng, công suất khác nhau; Cho đến nay việc nghiên cứu lý thuyết tính toán cũng
như thực nghiệm cho máy trộn thức ăn chăn nuôi trục ngang kiểu cánh gạt (loại
máy trộn đang được sử dụng phổ biến trong các cơ sở chế biến thức ăn chăn nuôi

quy mô vừa và nhỏ) vẫn chưa được các nhà khoa học trong nước quan tâm nghiên
cứu, thiết kế. Đặc biệt là chỉ tiêu về độ đồng đều của sản phẩm sau trộn, tiết kiệm
chi phí năng lượng. Các nghiên cứu cho thấy nếu độ động đều của sản phẩm thức
ăn chăn nuôi sau trộn nhỏ hơn 90 % thì độ tăng trọng của vật nuôi sẽ giảm từ 5 –
2
10 % [27],[28], tuy nhiên nếu tăng độ đồng đều của sản phẩm sau trộn mà không
quan tâm đến chi phí năng lượng thì giá thành sản phẩm sẽ cao. Trong khi đó giá
thức ăn chăn nuôi công nghiệp ở Việt Nam hiện nay cao hơn khoảng 10-15% so với
các nước khác trong khu vực như Thái Lan hay Trung Quốc (www.mard.gov.vn).
Chi phí chăn nuôi cao là nguyên nhân quan trọng nhất dẫn tới khả năng cạnh tranh
thấp của ngành chăn nuôi Việt Nam (IAE, 2005).
Vì những lý do trên, việc tiến hành nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng
của một số thông số đến chất lượng sản phẩm và tiêu thụ năng lượng của máy
trộn thức ăn chăn nuôi kiểu nằm ngang” đang là vấn đề cấp bách và có ý nghĩa
thực tiễn.
2. Mục tiêu nghiên cứu.
2.1. Mục tiêu chung
Nghiên cứu, xác định một số các yếu tố cơ bản ảnh hưởng đến chất lượng
sản phẩm sau trộn và tiêu thụ năng lượng riêng của máy trộn, trên cơ sở đó tìm
bộ thông số phù hợp nhằm tăng chất lượng sản phẩm sau khi trộn và giảm tiêu
thụ năng lượng riêng của máy trộn.
2.2. Mục tiêu cụ thể
-Tính toán các chuẩn số đồng dạng nhằm thiết kế chế tạo mô hình máy trộn
thức ăn chăn nuôi trục ngang phục vụ cho mục tiêu nghiên cứu chung;
- Thực nghiệm xác định các thông số cơ bản ảnh hưởng đến độ đồng đều
của thức ăn chăn nuôi và tiêu thụ năng lượng;
- Xây dựng bộ thông số phù hợp trên máy trộn mô hình đáp ứng đồng thời hai
chỉ tiêu: Độ đồng đều sản phẩm sau trộn >90 % và giảm tiêu thụ năng lượng riêng;
- Xác định dãy máy trộn thức ăn chăn nuôi với các công suất khác nhau trên
cơ sở máy trộn mô hình;

- Đánh giá thử nghiệm độ tin cậy của máy thực.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
3.1. Đối tượng nghiên cứu
- Một số thông số chính của máy trộn bột khô, kiểu nằm ngang: Góc nâng cánh
trộn, đường kính cánh trộn, đường kính thùng trộn, bước vít, tốc độ của vít trộn,
thời gian trộn, khối lượng một mẻ trộn, chi phí công suất ;
3
-Tính chất cơ bản của vật liệu trộn.
3.2.Phạm vi nghiên cứu
- Nghiên cứu máy trộn thức ăn chăn nuôi trục ngang, kiểu cánh gạt, làm việc gián đoạn
với công suất cỡ vừa (2 ÷ 5 Tấn/h) tại Việt Nam.
4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
4.1. Ý nghĩa khoa học
- Phát triển hướng ứng dụng lý thuyết mô hình đồng dạng cho máy trộn thức
ăn chăn nuôi trục ngang trong:
+ Tính toán thiết kế mô hình thí nghiệm;
+ Xác định lực cản trên cánh máy trộn;
+ Xác định dãy máy trộn.
- Phát triển mô hình toán mô tả quan hệ “vào – ra” của máy trộn thức ăn chăn
nuô trục ngang trong dải công suất 2 ÷ 5 Tấn/h.
4.2. Ý nghĩa thực tiễn
- Thiết kế máy trộn thức ăn chăn nuôi trục ngang dùng cho thực nghiệm, từ đó
đề xuất dãy máy trộn công suất 2 ÷5 Tấn/h cho quy mô sản xuất vừa theo hướng
tăng độ đồng đều sau trộn và tiết kiệm năng lượng.
5. Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp điều tra, lấy ý kiến chuyên gia, tập hợp thông tin;
- Phương pháp mô hình, đồng dạng và phép phân tích thứ nguyên;
- Phương pháp quy hoạch thực nghiệm.
4
CHƯƠNG 1

TỔNG QUAN
1.1. Thực trạng ngành chăn nuôi trên thế giới và ở Việt Nam
1.1.1. Tình hình chăn nuôi trên thế giới
Chăn nuôi là một trong hai ngành sản xuất chính của kinh tế nông nghiệp. Nó
có vai trò rất quan trọng trong sự nghiệp công nghiệp hóa đất nước. Ngoài việc
cung cấp thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao, ngành chăn nuôi còn là nguồn cung
cấp nguyên liệu không thể thiếu cho một số ngành công nghiệp. Ở những nước tiên
tiến, giá trị sản xuất chăn nuôi chiếm trên 50% tổng giá trị sản xuất nông nghiệp.
1.1.2. Tình hình chăn nuôi ở Việt Nam
Việt Nam là nước nông nghiệp, nguồn nguyên liệu phục vụ cho chế biến thức
ăn chăn nuôi đa dạng và phong phú.
Nhu cầu tiêu thụ thực phẩm chất lượng cao, thực phẩm an toàn của người dân
ngày càng tăng. Hiện nay, bình quân thịt, trứng, sữa theo đầu người còn thấp, chỉ
bằng 40% ÷ 50% mức tiêu thụ của các nước khu vực. Thức ăn chế biến mới chỉ 50
÷ 60% tổng lượng thức ăn (các nước khu vực bình quân 50 ÷ 70%). Thị trường tiêu
thụ thịt, trứng và sữa còn rộng mở.
Tuy nhiên, thị trường thịt nội địa không ổn định, chưa có thị trường xuất khẩu,
giá sản phẩm cao hơn 15 ÷ 20% so các nước khu vực. Việt Nam phải cạnh tranh với
các nước, đó là thách thức lớn vì:
1. Chăn nuôi nhìn chung còn nhỏ lẻ và phân tán. Các mô hình chăn nuôi công
nghiệp còn ít. Năng suất, chất lượng các sản phẩm chăn nuôi chưa cao.
2. Chậm đổi mới công nghệ, thiết bị phục vụ ngành chăn nuôi.
* Hướng phát triển của ngành chăn nuôi Việt Nam thời gian tới.
Phấn đấu đưa tỷ trọng ngành chăn nuôi trong tổng giá trị sản xuất nông
nghiệp từ 21÷ 22% hiện nay lên trên 30% vào năm 2010. Đến năm 2020 phấn đấu
chế biến thức ăn chăn nuôi: 10 triệu tấn/năm (Báo cáo của Bộ chính trị tại Hội nghị
TW lần thứ 7, khoá X năm 2008).
1.1.3. Tình hình chế biến thức ăn chăn nuôi trên thế giới và Việt Nam
1.1.3.1 Tình hình chế biến thức ăn chăn nuôi trên thế giới
Sản lượng thức ăn chăn nuôi công nghiệp trên toàn thế giới năm 2003 đã đạt

mức kỷ lục là 612 triệu tấn. Dự báo trong năm tới, sản xuất công nghiệp sẽ có mức
5
tăng trưởng khoảng 1,5%/năm (trong khi đó thời gian vừa qua chỉ có mức tăng
trưởng xấp xỉ 1%/năm); chủ yếu do việc tăng nhanh sản lượng ở một số nước đại
gia về lĩnh vực này như: Trung Quốc, Brazin, Mehico và ở một số nước thuộc khu
vực Đông Nam Á.
Bảng 1.1 Sản lượng thức ăn chăn nuôi được chế biến ở các nước
Đơn vị: 10
6
tấn
Nguồn: Tào Khang, 2003 [17]
Thức ăn gia cầm chiếm tỷ trọng cao nhất: 38%, đạt 233 triệu tấn; tiếp đó là
thức ăn cho lợn: 32%; thức ăn cho bò sữa: 17%; cho bò thịt 7%; còn thức ăn cho
thuỷ sản và các đối tượng vật nuôi khác chiếm 6%. Hiện nay có khoảng 3.500 nhà
máy thức ăn chăn nuôi công suất lớn trên thế giới đảm nhận sản xuất trên 80% sản
lượng thức ăn chăn nuôi toàn cầu.
Riêng 50 nước có ngành sản xuất thức ăn chăn nuôi tiên tiến đã đạt trên 90%
sản lượng thức ăn chăn nuôi của cả thế giới, trong đó có 5 nước: Mỹ, Trung Quốc,
Brazin, Nhật Bản và Pháp. Năm tập đoàn đứng đầu thế giới về sản xuất thức ăn
chăn nuôi là Cargill, Charoen Porkphand, Land O’Lakes, Tyson Food và Zen-noh
Cooperative hàng năm cung cấp ra thị trường khoảng 8% lượng thức ăn chăn nuôi.
Công nghiệp chế biến thức ăn chăn nuôi ở các nước phát triển đã trải qua hàng
trăm năm kinh nghiệm và đã đạt đến sự hoàn hảo của khoa học công nghệ với trang
Năm
Các nước
1995
1996
1997
1998
1999

2000
2001
2002
Châu Á
Thái Bình Dương
6
thiết bị hiện đại, công nghệ tiên tiến. Đó là các nước Mỹ, Hà Lan, Thuỵ Sĩ, Pháp,
Đức, Trung Quốc, Đài Loan, Thái Lan, v.v… với các tập đoàn, công ty nổi tiếng
như CPM, Van Aarsen, Buller, Stolz, Himel Salmateg, Triumph, Jiangsu
Zhengchang, Yeong Minh, v.v…Các công ty trên đã đưa ra các dây chuyền chế
biến TACN quy mô 5; 10; 15; 20; 30; 50 tấn/giờ và lớn hơn với dây chuyền thiết bị
đồng bộ, điều khiển tự động hoàn toàn hoặc tự động từng công đoạn, đáp ứng nhu
cầu đa dạng của sản xuất. Nhiều tập đoàn như Proconco, CP group, AFC,
Cargill…đã tạo lập được uy tín trên thị trường Việt Nam.
Thức ăn công nghiệp tiết kiệm được
40 - 48%
nguyên liệu so với thức ăn
truyền thống để vật nuôi tăng tặng 1kg (bảng 1.2). Do đó các nước đầu tư khá lớn
trong loại hình chế biến này.
Bảng 1.2 Tiêu thụ thức ăn chăn nuôi
Nguồn: Dự án 030/06VIE, 2010 [7]
1.1.3.2 Chế biến thức ăn chăn nuôi ở Việt Nam
Trong 10 năm trở lại đây, ngành chăn nuôi phát triển nhanh dẫn đến thúc đẩy
ngành sản xuất thức ăn chăn nuôi công nghiệp, nhiều doanh nghiệp trong và ngoài
nước đầu tư sản xuất thức ăn chăn nuôi với nhiều loại thiết bị, công nghệ hiện đại
công suất từ 30.000 – 200.000 tấn/năm. Các dây chuyền có công suất từ 5.000 –
10.000 tấn/năm do nhập khẩu, hoặc trong nước chế tạo. Các công ty 100% nước
ngoài đầu tư dây chuyền đồng bộ thiết bị hiện đại, công nghệ tiên tiến, công suất
100.000-200.000tấn/năm như Proconco; CP group Các hãng sản xuất thức ăn
100% vốn nước ngoài có ưu thế về thiết bị, công nghệ, chất lượng sản phẩm ổn

định, đặc biệt kinh nghiệm trong chính sách tiếp thị, quảng cáo linh hoạt, nhạy bén;
TT
Sản phẩm chăn nuôi
Thức ăn truyền thống
( kg)
Thức ăn công nghiệp
( kg)
1
1 kg thịt
7
tuy nhiên giá thành các dây chuyền sản xuất
và phụ tùng thay thế rất cao (
Dây chuyền
chế biến TAGS công suất 10 tấn/h của công ty HEEMHORST - Hà Lan chào với
giá 1,2 triệu USD; Buller – Thụy Sỹ – 2 triệu USD).
Các doanh nghiệp lớn chiếm 65 % thị phần trong ngành sản xuất thức ăn chăn
nuôi, nhưng có rất nhiều các doanh nghiệp qui mô vừa và nhỏ cũng đang hoạt động
trong lĩnh vực này. Sức ép đè nặng lên các doanh nghiệp vừa và nhỏ trong nước để
duy trì được khả năng cạnh tranh. Việc nghiên cứu hướng phát triển cho các doanh
nghiệp vừa và nhỏ có ý nghĩa rất lớn vì:1) Các doanh nghiệp này của Việt Nam; 2)
Doanh nghiệp thường được đặt ở các vùng nông thôn nhiều hơn ở thành thị, có xu
hướng cung cấp cho các khách hàng ở xa khu vực sản xuất và những khách hàng
này thường là những hộ chăn nuôi nhỏ; 3) Các doanh nghiệp này sử dụng một tỷ lệ
lớn các nguyên liệu thô được sản xuất ở địa phương.
Nguyên nhân dẫn đến năng lực cạnh tranh thấp của các doanh nghiệp sản xuất
thức ăn chăn nuôi vừa và nhỏ trên thị trường là do thiết bị cũ công nghệ lạc hậu,
chất lượng sản phẩm chưa cao.
Về dây chuyền chế biến thức ăn chăn nuôi: Do vốn đầu tư nhỏ, tại các doanh
nghiệp sản xuất thức ăn chăn nuôi vừa và nhỏ hiện nay, các dây chuyền sản xuất
thức ăn chăn nuôi được nhập lại từ nước ngoài (đã qua sử dụng), hoặc thuê chế tạo

máy mới theo mẫu máy có sẵn, thậm chí dùng máy nghiền kết hợp với máy trộn bê
tông, cùng với máy đóng bao bì cũng có thể thành một “dây chuyền” sản xuất.
Hình 1.1. “Dây chuyền” chế biến thức ăn chăn nuôi tại Hà Tây
8
Các doanh nghiệp sản xuất thức ăn chăn nuôi quy mô vừa và nhỏ chủ yếu sử
dụng các dây chuyền chế biến bán tự động, làm việc gián đoạn.
Máy trộn là thiết bị cuối cùng, quyết định chất lượng trong dây chuyền sản
xuất thức ăn chăn nuôi, tuy nhiên trong số 40.000 máy chế biến thức ăn gia súc và
11.500 máy chế biến thức ăn thuỷ sản được sử dụng hiện nay, máy trộn chỉ chiếm từ
5- 7 % (Phụ lục 1)
Bảng 1.3. Tỷ lệ % các doanh nghiệp có thiết bị chế biến tự động và /hoặc
bán tự động
Nguồn: Dự án 030/06VIE, 2010 [7]
Để đẩy mạnh tốc độ phát triển ngành chăn nuôi Việt Nam, tăng tính cạnh
tranh trên thị trường trong nước và khu vực, có tính ưu tiêu đến thúc đẩy sản xuất
trong nước và tăng phát triển quy mô tại chỗ cho các vùng nông thôn, cần phát triển
quy mô sản xuất của các doanh nghiệp sản xuất thức ăn chăn nuôi vừa nhỏ theo
hướng đầu tư được thiết bị sản xuất hiện đại với vốn đầu tư nhỏ, tiết kiệm chi phí
năng lượng, đồng thời đảm bảo được tỉ lệ dinh dưỡng thức ăn trong mỗi kg sản
phẩm (độ đồng đều của sản phẩm); đây cũng là hướng nghiên cứu mà đề tài quan
tâm đến.
1.2. Công nghệ và thiết bị trộn của dây chuyền chế biến thức ăn chăn nuôi
1.2.1. Dây chuyền chế biến thức ăn chăn nuôi
Công nghệ chế biến thức ăn có các cải tiến đáng kể trong những năm gần đây.
Nếu sáu mươi năm trước, nguyên liệu chỉ được pha trộn trên sàn nhà kho thì giờ
đây đã có các thiết bị chế biến thức ăn chăn nuôi hiện đại gắn hệ thống điều khiển.
Tuy nhiên, các khái niệm cơ bản về pha trộn các thành phần với nhau để có nguồn
dinh dưỡng cân bằng vẫn không thay đổi [54].
Quy mô
Miền Bắc

Miền Nam
Quy mô
Tự động
Bán Tự động
9
Hình 1.2. Dây chuyền chế biến thức ăn chăn nuôi
1.2.2. Thiết bị trộn trong dây chuyền chế
biến thức ăn chăn nuôi
1.2.2.1. Thiết bị trộn trên thế giới
Trong chế biến thức ăn chăn nuôi thì
trộn hỗn hợp là khâu chế biến cuối cùng có vai
trò rất quan trọng đối với chất lượng thức ăn
chăn nuôi.
Các nghiên cứu gần đây của ngành chăn
nuôi cho thấy rằng: nếu độ trộn đều hỗn hợp
nhỏ hơn 90% có thể làm giảm mức tăng trọng
của gà và lợn từ 5 - 10% [27],[28].
Công nghệ trộn trong chế biến thức ăn chăn
Hình 1.3. Một số loại máy trộn
nuôi thường chia làm công nghệ trộn thức ăn
a) Máy trộn liên tục ngang dạng
chăn nuôi phối hợp, công nghệ trộn bổ sung
thêm liều lượng đã trộn trước và công nghệ trộn
thêm chất lỏng. Hình thức trộn chia thành hai
loại: trộn mẻ (gián đoạn) và trộn liên tục.
Máy trộn liên tục: Máy trộn liên tục
cánh xẻng xoắn.
b) Máy trộn liên tục ngang cánh
xẻng đường kính thay đổi
Heemhort.

c) Máy trộn liên tục ngang định
dạng DFMA/DPSD Bühler.
d) Máy trộn liên tục đứng cánh
10
ngang kiểu cánh xẻng xoắn; Máy trộn liên tục ngang cánh xẻng với đường kính
thay đổi Heemhort; Máy trộn liên tục ngang định dạng DFMA/DPSD Bühler; Máy
trộn liên tục đứng cánh xẻng
Máy trộn gián đoạn : Hiện nay, trên thế giới hình thành nhiều kiểu máy trộn thức ăn
chăn nuôi, nhưng phổ biến nhất là loại máy trộn gồm bộ phận trộn quay, thùng máy đứng
yên như : máy trộn vít, máy trộn cánh gạt, máy trộn hành tinh, máy trộn vít đứng, máy trộn
cánh xoắn, máy trộn ly tâm, máy trộn nghiền trộn (kiểu va đập) [17],[24],[44].
Về nghiên cứu quá trình trộn đều thức ăn chăn nuôi, hầu hết các tác giả trên
thế giới đều thống nhất đánh giá: hệ số biến thiên độ đồng đều σ (CV) đảm bảo chất
lượng trộn như sau:
- Thức ăn chăn nuôi hỗn hợp σ ≤ 10%;
- Thức ăn đậm đặc σ ≤ 5%;
Hãng Forberg, Nauy đã nghiên cứu thiết kế loại máy trộn ngang, cánh khuấy
dạng tấm xẻng (hay còn gọi là tay trộn, lá trộn…) đảm bảo biến thiên độ trộn đều
<5%. Kết quả thực nghiệm cho thấy loại máy trộn cánh gạt cho kết quả tốt hơn so
với kiểu máy trộn có bộ phận khuấy đai xoắn (Hình 1.4);
Tác giả Mc.Ellhiney đã nghiên cứu mối quan hệ giữa thời gian trộn t và hệ số
biến thiên độ trộn đều σ%, cho thấy loại máy trộn kiểu cánh 2 trục đảm bảo độ trộn
đều đạt chất lượng với thời gian từ 1-3 giây, loại máy này trộn được nhiều loại thức
ăn, tháo lắp và làm sạch thuận tiện, có khả năng bố trí vào liên hợp máy chế biến liên
tục; Máy trộn vít đứng phổ biến cho các loại thức ăn bột khô, mức tiêu thụ điện năng
riêng nhỏ, diện tích bố trí máy gọn, giá thành chế tạo và giá thành sản phẩm tương
đối thấp nhưng chất lượng trộn không cao; Máy trộn trống có cấu tạo phức tạp, năng
suất thấp; Máy trộn giải xoắn phổ biến ở Mỹ, Pháp có chất lượng trộn tốt, trộn được
nhiều loại thức ăn, nhưng cấu tạo phức tạp, tiêu thụ điện năng riêng cao (hình 1.5);
11

CV(%)
CV(%)
1
2
5
1
3
4
t,min
Hình 1.4. Đường đặc tính trộn của máy trộn
1. Máy trộn cánh diệp hai trục Forberg
2. Máy trộn đai xoắn phổ thông
t,min
Hình 1.5. Mối quan hệ giữa thời gian
trộn và độ đồng đều của một số loại
máy trộn thức ăn chăn nuôi
1. Máy trộn một vít xoắn kiểu đứng
2. Máy trộn kiểu cánh 2 trục
3. Máy trộn kiểu cánh 1 trục
4. Máy trộn trống quay
5. Máy trộn đai xoắn
1.2.2.2. Thiết bị trộn tại Việt Nam
a.Quy mô phân tán
Quy mô chế biến thức ăn chăn nuôi phân tán thường có năng suất 300 – 1.000
kg/giờ sản xuất các loại thức ăn tổng hợp dạng bột phục vụ chính cho cở sở chăn
nuôi hoặc làm dịch vụ phục vụ tại các thôn xã.
Thiết bị trong các mô hình này chủ yếu là máy trộn và máy nghiền. Máy trộn
thường dùng máy trộn đứng công suất 100 – 300kg/mẻ do trong nước chế tạo. Rất ít
cơ sở dùng máy trộn ngang, mặc dù máy trộn ngang cho độ đồng đều cao hơn,
nhưng tiêu tốn nhiều điện năng hơn và giá thành cũng cao hơn.

b. Quy mô tập trung
• Quy mô sản xuất vừa 2 – 5 tấn/giờ
Các cơ sở có vốn ít, nhất là các cơ sở mới thành lập thường chọn quy mô 2÷ 5
tấn/giờ để đầu tư. Sản phẩm chủ yếu là thức ăn tổng hợp và đậm đặc dạng bột. Có
một số cơ sở đầu tư sản xuất thức ăn viên nhưng chưa nhiều.
12
Tại Việt Nam, máy trộn được sử dụng trong các doanh nghiệp sản xuất thức
ăn chăn nuôi vừa và nhỏ là máy trộn ngang, cánh gạt hoặc dải xoắn, cũng có một số
cơ sở sử dụng máy trộn trục đứng; các máy này được nhập khẩu từ Trung Quốc,
Đài Loan (mới hoặc đã qua sử dụng) hoặc chế tạo trong nước nhưng theo mẫu máy
có sẵn. Mẫu máy trộn ngang được các công ty như Công ty TNHH Tân Thiên Phú,
Công ty TNHH An Nam. Máy trộn xuất xứ tại Trung Quốc đang được chào bán và sử
dụng trong các cơ sở chế biến thức ăn, nhưng thông tin về đặc tính kỹ thuật về máy rất
ít hoặc không có.
Ở dây chuyền sản xuất thức ăn chăn nuôi dạng bột, ngoài một số thiết bị phụ
trợ (gầu tải, vít tải, quạt hút ), thiết bị chủ yếu là máy nghiền và máy trộn đứng. Đi
tiên phong trong quy mô này là Viện Cơ điện nông nghiệp và Công nghệ Sau thu
hoạch. Từ năm 2000 đến nay trên 50 dây chuyền đã được chuyển cho sản xuất.
Để giảm kinh phí đầu tư, trong dây chuyền này dùng hai máy trộn đứng
500kg/mẻ hoặc 1.000 kg/mẻ. Qua khảo sát các máy trộn đứng đang dùng trong sản
xuất thấy nhiều máy chất lượng trộn chưa đảm bảo, thời gian trộn 15 -20 phút
nhưng độ đồng đều cũng chỉ đạt 90 - 93%. Ngoài Viện Cơ điện nông nghiệp và
Công nghệ Sau thu hoạch, nhiều cơ sở khác như trường Đại học Nông lâm TP.
HCM, Viện nghiên cứu thiết kế máy nông nghiệp v.v… cũng nghiên cứu chế tạo
thiết bị cho quy mô này.
Hình 1.6. Máy trộn ngang Tr70-Tr500
TNHH An Nam
Hình 1.7. Máy trộn ngang HW-100
13
Bảng1.4. Đặc điểm kỹ thuật của các loại máy trộn đang được sử dụng trong các

doanh nghiệp sản xuất thức ăn chăn nuôi vừa và nhỏ tại Việt Nam
Đề tài cũng đã khảo sát, tập hợp thêm thông tin về sản xuất, sử dụng máy trộn qui
mô sản xuất vừa và nhỏ trong nhiều vùng khác nhau
Bảng 1.5. Các công ty có máy trộn trục ngang công suất 2 ÷10 T/h
(Nguồn: kết quả khảo sát của tác giả, 2009)
TT
Công ty
Năng suất trộn, T/h
Địa điểm
1
Công ty Victoria
2
Thanh hóa
2
Công ty Kiên Hà
2
Hưng Yên
3
Công ty Việt Mỹ
2
Thanh Hóa
4
Công ty Hòa Bình
2
Hòa Bình
TT
Loại máy
Mã hiệu
Công
suất lắp

đặt, kW
Năng
suất, T/h
Nơi lắp đặt
1
14
Đối với quy mô 5 tấn/giờ, do nhu cầu của sản xuất, Viện Cơ điện nông nghiệp
và Công nghệ Sau thu hoạch, Viện nghiên cứu thiết kế máy nông, Công ty cơ khí
động lực, Công ty Quang Minh, Cơ sở Bùi Văn Ngọ v.v… đã nghiên cứu thiết kế,
chế tạo hoặc chế tạo kết hợp với nhập ngoại dây chuyền thiết bị đồng bộ sản xuất
thức ăn chăn nuôi dạng bột và viên kết hợp với điều khiển tự động từng phần hay tự
động hoàn toàn.
Mặc dù đã thiết kế, chế tạo được tất cả các máy, thiết bị trong dây chuyền, trừ
máy ép viên, tuy nhiên chủ yếu là nghiên cứu dựa trên một số mẫu của nước ngoài
và theo kinh nghiệm, thiếu các nghiên cứu cơ bản nên chưa đáp ứng được nhu cầu
đa dạng của sản xuất.
• Quy mô 10 – 30 tấn/giờ và lớn hơn
Với quy mô 10 – 30 tấn/giờ, hiện tại ở Việt Nam cũng song song tồn tại hai
quy trình công nghệ (
Định lượng trước, nghiền sau và Nghiền trước định lượng sau
),
theo đó là hệ thống máy móc thiết bị. Tuy nhiên ở quy mô này hầu hết các máy và
thiết bị được nhấp khẩu đồng bộ từ nước ngoài, trong nước chưa chế tạo được. Thời
gian gần đây, giá thành nhập đồng bộ dây chuyền cao, do vậy nhiều cơ sở chỉ nhập
những thiết bị chính, còn các thiết bị phụ trợ như gầu tải, vít tải, thứng chứa v.v…
chế tạo trong nước để giảm chi phí đầu tư.
Nhận xét
Sau khi tìm hiểu về tình hình ứng dụng các loại máy trộn thức ăn chăn nuôi ở
Việt Nam hiện nay và xu hướng sử dụng máy trộn thức ăn chăn nuôi trên thế giới,
cho thấy các loại máy trộn liên tục được sử dụng trong các dây chuyền công suất

lớn (trên 10Tấn/h); Máy trộn vít đứng được sử dụng nhiều trong các cơ sở chế biến
thức ăn chăn nuôi phân tán (dưới 1Tấn/h) do công suất nhỏ và độ trộn đều thấp.
Trong khi đó vấn đề đặt ra là nghiên cứu loại máy trộn phù hợp với quy mô sản suất
thức ăn chăn nuôi vừa và nhỏ phổ biến tại Việt Nam hiện nay (công suất 2 ÷5
Tấn/h) ; vì thế luận án tập trung nghiên cứu loại máy trộn ngang, làm việc gián
đoạn, cụ thể là ba loại: cánh gạt một trục, cánh gạt hai trục và giải xoắn; nhằm thu
hẹp được phạm vi nghiên cứu và hướng phát triển tiếp theo.
1.2.3. Các dạng máy trộn trục ngang, làm việc gián đoạn.
1.2.3.1. Máy trộn ngang một trục giải xoắn vít
Máy trộn ngang, dải xoắn vít kiểu nằm có hai loại: một trục và hai trục.
15
Nguyên lý làm việc [17]
Nguyên liệu sau khi nạp vào máy trộn,
dưới tác dụng chuyển động của dải xoắn, vật
liệu được tiến hành trộn. Vật liệu trộn ở vành
ngoài được chuyển đi dọc theo buồng trộn; ở
vành trong, vật liệu chuyển động theo hướng
ngược lại; vật liệu của lớp bên trong sau khi bị
đẩy về một phía, từ trong lại vận động ra phía
Hình 1.8. Trục máy trộn dải xoắn
ngoài; vật liệu trộn ở lớp ngoài sau khi bị đẩy
về một phía từ ngoài lại chuyển động vào bên trong. Trong quá trình đối lưu, hai
phần vật liệu này chảy xuyên thấm lẫn nhau, làm thay đổi vị trí tiến hành trộn.
Nhược điểm chủ yếu của thiết bị này là thời gian trộn kéo dài (từ 3 – 6 phút).
Bảng 1.6. Đặc điểm kỹ thuật của máy trộn vành xoắn (đai xoắn) kiểu ngang
* Dãy máy SLH và LSHY.
1.2.3.2. Máy trộn ngang một trục kiểu cánh gạt
Máy trộn kiểu cánh một trục nằm ngang do hãng Bühler Thụy Sỹ sản xuất,
chủ yếu có hai dạng: kiểu DFMF – P và DFML. Kiểu DFML là máy trộn tốc độ
nhanh mới được sản xuất gần đây. Thời gian trộn chỉ cần 1,5 phút, hệ số biến thiên

của độ đồng đều trộn σ <5%; thời gian chuyển vật liệu trộn ra ngoài là 10 giây. Máy
trộn kiểu cánh xẻng một trục dạng nằm ngang được ứng dụng rộng rãi.
Qui cách, mã hiệu
của máy trộn*
SLH
0,5
SLH
0,6
SLHY
1
SLHY
2,5
SLHY
5
SLHY
7,5
SLHY
10
SLHY
16
a. Đặc điểm kết cấu chủ yếu của máy trộn ngang một trục kiểu cánh gạt
DFMF – P [17].
Máy trộn cánh (xẻng) hình DFMF – P sử dụng kết
cấu bằng thép cacbon, hoặc sử dụng kết cấu thép không
rỉ. Đặc điểm:
- Kết cấu giản đơn, sử dụng kết cấu kiểu cánh một trục,
góc nghiêng giữa cánh và trục có thể điều chỉnh thuận lợi.
- Thời gian trộn khoảng 1,5 phút nhanh hơn so với máy
trộn kiểu đai xoắn vít- Kết cấu hai cửa (hoặc một cửa)
đều đóng kín bằng khí động học nên vật liệu không rò

rỉ và sót rất ít.
- Phạm vi ứng dụng rộng, kích thước gọn, thao tác thuận
Hình 1.9. Kết cấu kiểu máy
trộn ngang kiểu cánh gạt
DFMF – P
tiện, giá thành sửa chữa thấp.
Bảng 1.7. Đặc điểm kỹ thuật của máy trộn kiểu cánh dạng DFMF – P*
(* Do Trung Quốc chế tạo)
b. Đặc điểm kỹ thuật máy trộn kiểu cánh một trục dạng nằm ngang DFML.
Nguyên lý cơ bản của máy trộn kiểu cánh một trục dạng nằm ngang DFML
cũng giống kiểu DFMF – P. Sự khác nhau là chiều dài buồng trộn đựợc rút ngắn,
Mã
hiệu
Dung tích
3
hữu hạn, m
Công suất
lắp đặt, kW
Tốc độ
quay
của rôto,
vòng/phút
Số
cánh
Kích thước
buồng trộn, mm
17
chiều rộng buồng trộn tương đối lớn (phóng đại đường kính của rôto). Sử dụng hai
cửa để xả thức ăn; thời gian xả liệu chỉ cần 10 giây. Tính năng tổng hợp ưu việt
hơn DFMF – P.

Đặc điểm kỹ thuật
- Thời gian trộn 1,5 phút; hệ số biến thiên độ trộn
đều σ ≤5%.
- Đường kính rôto lớn, chiều dài ngắn, lắp bốn
hoặc sáu cánh, thao tác sửa chữa thuận tiện.
- Có hai cửa lớn với tốc độ xả liệu nhanh khoảng
10 giây.
- Kết cấu kín, có thể phòng ngừa được hạt với
mắt sàng φ 140 hoặc vật liệu có độ hạt rất nhỏ đi qua.
Hình 1.10. Máy trộn ngang
kiểu cánh gạt DFMF
1.2.3.3. Máy trộn ngang hai trục kiểu cánh gạt
Máy trộn hai trục ngang kiểu cánh gạt là sản phẩm của hãng Forberg – Na-uy. Dãy
máy trộn này có tốc độ trộn nhanh, độ trộn đều cao (hệ số độ trộn đều biến thiên σ <5%),
phạm vi ứng dụng rộng và có đặc điểm là tiêu hao năng lượng thấp. Trong các sơ sở chế
biến thức ăn chăn nuôi qui mô lớn và vừa thường ứng dụng dạng máy trộn này [50].
Đặc điểm:
+ Tốc độ trộn nhanh, thời gian trộn của mỗi mẻ
từ 0,5 – 2.5 phút;
+ Độ đồng đều cao, hệ số biến thiên độ trộn đều
σ ≤ 5%;
+ Tương thích với các loại vật liệu trộn (khác
nhau về tỉ trọng, hình dạng v.v );
+ Phạm vi cho thêm lượng chất lỏng (khi cần
thiết) có thể đạt tới 20%;
Hình 1.11. Máy trộn ngang
hai trục cánh gạt
+ Hệ số điền đầy thay đổi phạm vi lớn, từ 40 ÷
100%;
+ Tiêu thụ năng lượng trên đơn vị vật liệu trộn nhỏ, so với máy trộn đai xoắn kiểu

nằm chỉ bằng khoảng 50%.
18
+ Đơn giản, dễ chế tạo, tốc độ thoát liệu nhanh;
+ Phạm vi ứng dụng rộng rãi, không chỉ cho ngành thức ăn chăn nuôi, mà còn
dùng cho ngành hoá công nghiệp, y dược, và cho ngành chế biến lương thực, v.v…
* Nguyên lý làm việc của máy trộn ngang hai trục kiểu cánh gạt Forberg
Khi cơ cấu trộn làm việc, hai rôto quay ngược chiều nhau. Các cánh trộn đưa vật
liệu qua rãnh của khoang máy, vừa xoay chiều ngược kim đồng hồ, mặt khác đảo vật
liệu, tại nơi rôto giao nhau hình thành vùng mất trọng lượng (phụ thuộc vào độ chặt của
vật liệu, kích thước của các nguyên liệu v.v…) Tại rãnh của máy trộn hình thành vùng bị
nhào trộn liên tục, tuần hoàn …do đó tốc độ trộn nhanh, hiệu quả trộn đều.
Nguyên liệu trong máy trộn dưới tác động của các cánh, vận động vòng tròn và
vừa vận động dọc theo trục. Nguyên liệu trộn được tác dụng của lực khuyếch tán trong
buồng trộn.
Bảng 1.8. Đặc điểm kỹ thuật của máy trộn kiểu cánh hai trục F- 500
( hãng Forberg)
(*) Trường hợp máy trộn phun chất lỏng dùng cho máy ép viên, làm thức ăn cho tôm, cá.
1.3. Một số nghiên cứu về máy trộn ngang
1.3.1. Sự chuyển động của vật liệu rời trong máy trộn.
Phương pháp khuấy trộn bột rời (và có khi ở dạng nhão) thức ăn chăn nuôi
(gia súc, thức ăn thủy sản) đều xem xét từ việc xác định các dạng với những đặc
trưng cơ bản là tốc độ quay và đặc điểm tạo thành dòng chảy. Theo đặc trưng sử
dụng tốc độ, cơ cấu khuấy trộn chia ra dạng: tốc độ thấp (quay chậm) và quay
nhanh. Theo đặc điểm tạo thành dòng chảy, cơ cấu khuấy trộn có thể theo hướng
tiếp tuyến, hướng tâm.
Mã
hiệu
máy
Dung
tích hữu

3
hiệu, m
Trọng
lượng
mỗi mẻ
trộn, kg
19
- Dòng chảy tiếp tuyến: vật liệu rời hay là bột thức ăn chăn nuôi chuyển động
thành vòng tròn đồng tâm với trục quay. Dòng này thường sinh ra do cơ cấu khuấy -
trộn kiểu mái chèo.
a
b
c
Hình 1.12. Chuyển động của vật liệu trong buồng trộn
a. Chuyển động theo dạng tiếp tuyến
b. Chuyển động hướng kính
c. Chuyển động hướng trục
- Dòng chảy hướng kính: Vật liệu rời chảy thành dòng theo phương vuông góc với
trục quay hướng từ tâm ra thành thiết bị. Dòng này thường sinh ra do cơ cấu khuấy
kiểu tuốc bin.
- Dòng chảy hướng trục: Vật liệu rời chảy thành dòng song song với trục quay, dòng
này được sinh ra do cơ cấu khuấy kiểu chong chóng, mái chèo cánh nghiêng.
Hình 1.13. Quỹ đạo chuyển động phức tạp của vật liệu trong
máy trộn trục ngang
20
1.3.2. Chế độ động học khi khuấy - trộn
Tốc độ chuyển động của nguyên liệu trong thiết bị khuấy - trộn phụ thuộc vào
tốc độ chuyển động của của cơ cấu khuấy. Thường sử dụng chuẩn số Reynold đặc
trưng cho quá trình chuyển động của nguyên liệu trong buồng trộn [44].
R

ek
=
ρ
.n.D
k2
µ
(1.3)
Trong đó:
R
ek
– c huẩn số Reynold dùng cho quá trình đảo - trộn;
ρ - khối lượng riêng của nguyên liệu, kg/m
3
;
n - số vòng quay của cánh khuấy-trộn, s
-1
;
µ - độ nhớt động lực của nguyên liệu trong buồng trộn, N.s/m
2
;
D
k
- đường kính cơ cấu khuấy trộn
Chế độ chảy của nguyên liệu trong thiết bị khuấy - trộn đựơc chia thành ba
miền tương ứng với giá trị của chuẩn số Reynold.
- chảy theo dòng:
- chảy quá độ:
- chảy xoáy rối:
0 ≤ R
ek

≤ 10
10 ≤ R
ek
≤ 10
3
10
3
≤ R
ek
≤ 10
7
1.3.3. Công suất trộn
Theo GS.TSKH A.Ia. Xokolov [44] trong nghiên cứu về công suất cho máy
trộn dùng cánh đảo gồm dạng cánh nằm ngang và cánh hướng tâm, công suất của
cánh hướng tâm được tính toán như sau:
Các cánh hướng tâm của máy trộn nghiêng một góc α đối với trục quay, khi
cánh quay, nguyên liệu được chuyển dịch hướng tâm và hướng trục. Vì vậy công
suất N cần thiết đối với máy :
N =
z
∑
1
E
ht
v
ht
+ E
0
v
0

1000
, kW
(1.4)
Trong đó: E
ht
- thành phần hướng tâm hợp lực các lực cản của sản phẩm tác dụng
lên cánh nhúng chìm trong nguyên liệu, F (kg);
21
E
0
- Thành phần chiều
trục hợp lực các lực cản của
sản phẩm tác dụng lên cánh
nhúng chìm trong nguyên
E
0ms
E
0'
liệu, F (kg);
v
ht
- tốc độ hướng tâm
của những điểm đặt hợp lực
E
ms
E
ht'
α
E
htms

E
các lực cản của nguyên liệu
tác dụng lên cánh nhúng
Hình 1.14. Sơ đồ xác định trở lực tác dụng lên cánh
chìm trong sản phẩm, m/s;
v
0
- tốc độ chiều trục của những điểm đặt hợp lực các lực cản của nguyên liệu
tác dụng lên cánh nhúng chìm trong sản phẩm, m/s;
z - số cánh đồng thời nhúng chìm trong sản phẩm.
Khi cánh chuyển động, nó phải khắc phục trở lực do trọng lực và ma sát trong
của sản phẩm, vừa do ma sát của sản phẩm với cánh. Thành phần hướng tâm và
chiều trục của các lực cản có thể xác định theo sơ đồ hình 1.14.
E
ht
= E cos
α
+ E
µ
sin
α
=
γ
h
tb
ftg
2
(45 +
E
0

= E sin
α
− E
µ
cos
α
=
γ
h
tb
ftg
2
(45 +
ρ
).(cos
α
+ sin
α
)
2
ρ
).(sin
α
− sin
α
)
2
(1.5)
Trong đó: α- góc nghiêng của cánh đối với trục quay;
f- diện tích cánh nhúng chìm trong sản phẩm, cm

2
;
γ- trọng lượng riêng của nguyên liệu, kg/cm
3
;
ρ- góc ma sát trong của sản phẩm, độ;
µ- Hệ số ma sát của sản phẩm với cánh;
h
tb
- chiều sâu nhúng chìm của cánh,cm.
Đối với cánh hướng tâm h
tb
được xác định: h
tb
= 0,5 h (với h: độ dài cánh).
1.3.4. Thời gian trộn
A.Ia. Xokolov [44] khi nghiên cứu máy trộn dạng trục ngang, coi thời gian
của một lần trộn sản phẩm trong máy trộn, thức ăn chăn nuôi được chuyển liên tục
qua vít tải, thùng chứa, thời gian trộn được thể hiện:
t
chg
= t (m+2)
(1.6)
22
m- số lần trộn đảm bảo chất lượng
Hoặc thời gian trộn tính theo:
t =
V
Qv.t
, s; (1.7)

Trong đó: V- là thể tích sản phẩm trong thùng chứa của máy trộn, m
3
;
Q
vt
– năng suất trộn của máy trộn, m
3
/s.
Thời gian trộn chung sẽ là:
t
ch
=
V ( m + 2)
Q
vt
(1.8)
1.3.5. Độ trộn đều
Pacкaтoвa E.A [37] đã đề xuất phương trình động học của quá trình trộn
dưới dạng:
V
C
= f
1
(t) + f
2
(t);
(1.9)
Trong đó:
V
C

- Độ trộn không đều của hỗn hợp;
f
1
(t)- Hàm đặc trưng cho quá trình trộn thuận;
f
2
(t)- Hàm đặc trưng cho quá trình trộn ngược.
Một số tác giả khác cũng đã có những nhận xét tương tự như vậy, coi quá trình
trộn là sự thay đổi mật độ C
i
của thành phần hỗn hợp, đã thành lập mối quan hệ
giữa tốc độ quá trình trộn với sự thay đổi mật độ C
i
trong một đơn vị thời gian tính
theo công thức:
V =
dC
i
dt
=
dt dt
+
(1.10)
- Mô hình toán của Pacкaтoвa E.A biểu thị chất lượng trộn trên cơ sở nghiên
cứu máy trộn kiểu cánh gạt, nằm ngang:
l
γ
g
l
γ

l
ω
2
,
ϕ
,
ω
t)
(1.11)
Trong đó:
A, B, D - là hàm của các đại lượng không thứ nguyên;
df
1
(
t
)
df
2
(
t
)
V
c
= A(
ω
t )
−B
+ D lg(
ω
t) = f (

1
,
1
,