Nghiên cứu thiết kế, chế tạo máy ép rơm cỏ khô làm thức ăn dự trữ cho trâu bò

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHIỆP VÀ XÂY DỰNG






BÁO CÁO TỔNG HỢP KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

Đề tài:
NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÁY ÉP RƠM CỎ KHÔ
LÀM THỨC ĂN DỰ TRỮ CHO TRÂU BÒ


Mã số: 088.12 RD



Cơ quan chủ quản: Bộ Công Thương
Cơ quan chủ trì đề tài: Trường CĐ Công nghiệp và Xây dựng
Chủ nhiệm đề tài: ThS. Đỗ Minh Chiến



9800

NĂM 2012
BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHIỆP VÀ XÂY DỰNG

BÁO CÁO TỔNG HỢP KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

Đề tài:

NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÁY ÉP RƠM CỎ KHÔ
LÀM THỨC ĂN DỰ TRỮ CHO TRÂU BÒ


Mã số: 088.12 RD



HIỆU TRƯỞNG






Chủ nhiệm đề tài




Đỗ Minh Chiến

i

DANH SÁCH CÁC THÀNH VIÊN THỰC HIỆN ĐỀ TÀI

TT Họ và tên
Học vị, học
hàm chuyên
môn
Cơ quan
1 Hoàng Minh Thuận ThS Trường CĐ Công nghiệp và XD
2 Mạc Diên Thiện KS -nt-
3 Lê Văn Lợi ThS -nt-
4 Đào Minh Toàn CN -nt-
5 Trần Như Khuyên PGS.TS Trường ĐH Nông nghiệp Hà Nội
6 Trần Như Khánh ThS -nt-
7 Nguyễ Thị Hương ThS -nt-
8 Phạm Thế Vinh ThS Trường CĐN Nam Định
9 Nguyễn Cao Kình KS CN Công ty CP Bông miền Bắc

ii
MỤC LỤC

Mục lục ii

Danh mục bảng iv
Danh mục hình v
MỞ ĐẦU 1
Chương 1 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 3
1.1 ĐẶC ĐIỂM CỦA MỘT SỐ LOẠI THỨC ĂN RƠM RẠ 3
1.1.1 Vị trí của thức ăn rơm rạ trong chăn nuôi 3
1.1.2 Thành phần hoá học và giá trị dinh dưỡng của rơm rạ 3
1.1.3 Một số loại thức ăn rơm rạ thường dùng trong chăn nuôi 4
1.2 QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN THỨC ĂN RƠM RẠ 6
1.2.1 Chế biên thức ăn rơm rạ theo phương pháp cơ lý 7
1.2.2 Chế biến thức ăn rơm rạ theo phương pháp sinh học 8
1.2.3 Chế biến thức ăn thức ăn rơm rạ theo phương pháp hoá học 11
1.3 YÊU CẦU CÔNG NGHỆ CỦA QUÁ TRÌNH ÉP 12
1.4 TÌNH HìNH SỬ DỤNG RƠM RẠ LÀM THỨC ĂN CHĂN
NUÔI Ở TRONG NƯỚC 13

1.5 YÊU CẦU CÔNG NGHỆ CỦA QUÁ TRÌNH ÉPError! Bookmark not define
d
1.6 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG MÁY ÉP RƠM
CỎ KHÔ Ở TRÊN THẾ GIỚI VÀ TRONG NƯỚC 14

1.6.1 Liên hợp máy thu gom và ép cỏ 15
1.6.2 Các loại máy ép rơm tĩnh tại 17
1.6 PHÂN TÍCH, LỰA CHỌN NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC MÁY ÉP
RƠM, CỎ KHÔ 20

1.7 MỤC ĐÍCH VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI 21
1.7.1 Mục đích nghiên cứu 21

iii
1.7.2 Nhiệm vụ nghiên cứu 21

Chương 2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 22
2.1 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 22
2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 25
2.2.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết 25
2.2.2 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm 26
2.2.3 Phương pháp xác định một số thông số của quá trình ép 27
2.2.4 Phương pháp xử lý và gia công số liệu thực nghiệm 29
Chương 3 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC BỘ PHẬN CHÍNH MÁY ÉP 32
3.1 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ PHẬN ÉP 32
3.1.1 Phương trình cơ bản của quá trình nén ép 32
3.1.2 Xác định các thông số cơ bản của bộ phận ép 35
3.2 TÍNH TOÁN THIẾT BỊ THỦY LỰC CỦA MÁY ÉP 38
3.2.1 Lựa chọn sơ đồ nguyên lý kết cấu thiết bị thuỷ lực 39
3.2.2 Tính toán thê tích của bình tích áp và lưu lượng của bơm 40
3.2.3 Tính toán hệ thống nạp, bơm và xi lanh thủy lực 41
Chương 4 KHẢO NGHIỆM XÁC ĐỊNH CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ -
KỸ THUẬT CỦA MÁY ÉP 44

4.1 Kết quả xác định một số tính chất cơ - lý của nguyên liệu ép 44
4.2 Kết quả nghiên cứu thực nghiệm 45
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 49

1 Kết luận 51
3 Đề nghị 51
MỘT SỐ HÌNH ẢNH THỰC NGHIỆM 53
TÀI LIỆU THAM KHẢO 55
PHỤ LỤC 56


iv
DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Thành phần hoá học của một số rơm rạ chính 4
Bảng 4.1a Hệ số ma sát của rơm khô với các loại vật liệu khác 44
Bảng 4.1b Hệ số ma sát của cỏ khô (cỏ Voi) với các loại vật liệu khác 44
Bảng 4.2 Xác định khối lượng thể tích của rơm 45
Bảng 4.3 Ảnh hưởng hành trình của bàn ép h (cm) 46
Bảng 4.4 Ảnh hưởng của độ
ẩm vật liệu ép W (%) 48



v
DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Đồ thị nhiệt của quá trình ủ lạnh 9
Hình 1.2 Sơ đồ qui trình công nghệ chế biến thức ăn rơm rạ theo
phương pháp sinh học 10

Hình 1.3 Sơ đồ qui trình chế biến thức ăn rơm rạ theo phương pháp
hoá học 12
Hình 1.6 Một số hình ảnh đốt rơm rạ trên cánh đồng [12] 14
Hình 1.7 Các liên hợp máy thu gom và ép bánh rơm, cỏ khô (Hà Lan) 15
Hình 1.8 Các liên hợp máy thu gom và ép bánh rơm, cỏ khô (Nhậ
t Bản) 16
Hình 1.9 Liên hợp máy thu và ép cỏ kiểu trục ép 17
Hình 1.10 Máy ép rơm cỏ ΠCM-5,0A (Liên xô cũ) 18
Hình 1.11 Máy ép rơm cỏ khô ERC-1,0 (Việt Nam) 19
Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lý cấu tạo máy ép rơm cỏ khô ERC-10 22
Hình 2.2 Máy ép rơm cỏ khô ERC-10 23
Hình 2.3 Thiết bị đo độ ẩm SARTARIUS – MA45 27
Hình 3.1 Đồ thị phân bố áp suất trong khuôn ép có đáy cố định 33
Hình 3.2 Sơ đồ nguyên lý kết cấu hệ thống thủy l
ực có bình tích áp 39
Hình 3.3 Đồ thị lực đặc trưng cho quá trình ép 42
Hình 4.1 Đồ thị ảnh hưởng hành trình của bàn ép h (cm) 47
Hình 4.2 Đồ thị ảnh hưởng của độ ẩm ban đầu vật liệu ép W (%) 49




1
MỞ ĐẦU

Trong sản xuất nông nghiệp ở Việt Nam, phụ phế phẩm sau khi thu
hoạch bao gồm rất nhiều loại với khối lượng rất lớn như: rơm, thân cây ngô,
lạc, đỗ tương, Theo số liệu thống kê của Bộ Nông nghiệp và phát triển
Nông thôn, lượng phụ phẩm sau khi thu hoạch đối với lúa khoảng gần 80 triệu
tấn, ngô khoảng 10 triệu tấn, đỗ tương khoảng 3,5 triệu tấ

n, lạc khoảng 1,5
triệu tấn,
Trước kia, lượng phụ phẩm này thường được xử lý bằng cách phơi khô
làm nguồn thức ăn dự trữ cho trâu bò, làm chất đốt sinh hoạt trong các hộ gia
đình. Thực tế hiện nay lượng phụ phẩm trên được làm khô để chế biến thức
ăn chăn nuôi rất ít do chưa có qui trình công nghệ thu gom, bảo quản và dự
trữ nên sản phẩm thường bị hư h
ỏng nhanh, không đảm bảo chất lượng thức
ăn, việc sử dụng chúng làm chất đốt trong gia đình chỉ còn tồn tại ở một số
nơi, chủ yếu là những vùng dân nghèo, miền núi. Vì vậy, phần lớn lượng phụ,
phế phẩm trên được xử lý bằng cách thiêu huỷ trên các bờ ruộng, kênh
mương, đường giao thông thậm chí có nhiều nơi tiến hành thiêu huỷ ngay trên
mặt đồng, vừa làm ô nhiễm môi trườ
ng vừa phá huỷ cấu trúc của đất và hệ vi
sinh vật trong đất.
Việc nghiên cứu công nghệ và hệ thống thiết bị thu gom bảo quản và
chế biến rơm rạ thành thức ăn chăn nuôi là một trong những giải pháp tích
cực để để tăng nguồn thức ăn chăn nuôi, đặc biệt thức ăn dự trữ cho trâu bò
về mùa đông, góp phần giảm thiểu ô nhiễm môi trườ
ng.
Trong quy trình công nghệ thu gom bảo quản và chế biến rơm cỏ khô,
ép bánh là khâu quan trọng nhất, quyết định đến chất lượng thức ăn và thời
hạn bảo quản.
Tuy nhiên, rơm cỏ khô ở trạng thái tự nhiên có tỷ trọng bé, chiếm chỗ

2
lớn gây khó khăn trong việc vận chuyển và bảo quản. Vì vậy, việc ép rơm cỏ
khô thành bánh để giảm thể tích, tăng khối lượng riêng là giải pháp tích cực
để tận dụng thuận lợi cho việc vận chuyển và bảo quản.
Vấn đề cấp bách mà thực tế đặt ra cần phải giải quyết là có một mẫu

máy có thể đáp ứng được nhu cầu về đ
óng bánh rơm- cỏ khô, nhưng máy phải
có kết cấu gọn nhẹ, dễ vận chuyển (đến nơi có nguyên liệu) phù hợp với loại
hình, quy mô sản xuất nhỏ nhờ vậy mới có thể giải quyết được vấn đề giảm
chi phí vận chuyển và bảo quản rơm, cỏ khô.
Để đáp ứng được nhu cầu thức ăn cho chăn nuôi, từ sản xuất thức ă
n
thô, sơ chế thức ăn thô tại cơ sở chăn nuôi và cung ứng thức ăn dự trữ, giảm
chi phí cho việc vận chuyển, phù hợp với quy mô, khả năng đầu tư, tận dụng
được nguyên liệu có sẵn ở địa phương, chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài:
“Nghiên cứu thiết kế, chế tạo máy ép rơm, cỏ khô làm thức ăn dự trữ cho
trâu bò ”.














3
Chương 1
TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU
1.1. ĐẶC ĐIỂM CỦA MỘT SỐ LOẠI THỨC ĂN RƠM RẠ

1.1.1. Vị trí của thức ăn rơm rạ trong chăn nuôi
Rơm rạ theo nghĩa rộng là phần thức ăn còn lại của các cây hoa màu,
lương thực sau khi thu hoạch sản phẩm chính. Khối lượng của các loại thức
ăn rơm rạ này rất lớn (trong thức ăn của trâu bò, riêng rơm lúa đã cung cấp
đượ
c tới 18 – 25% tổng số giá trị dinh dưỡng của khẩu phần). Vì thế rơm có
một vai trò quan trọng trong vấn đề cân bằng thức ăn cho gia súc. Đặc biệt ở
các vùng đồng chiêm, rơm rạ được coi là loại thức ăn quan trọng của gia súc
nhất là trâu bò trong mùa đông.
Ở nước ta hiện nay, việc tân thu rơm rạ làm thức ăn chăn nuôi còn
nhiều bất cập. Phần lớn rơm rạ được thiêu
đốt trên đồng, trên đường trên các
kênh, mương vừa gây lãng phí vừa ô nhiễm môi trường. Nếu khắc được tình
trạng này, chúng ta sẽ có thêm nguồn thức ăn cho gia súc, góp phần đẩy mạnh
chăn nuôi.
Trong loại thức ăn rơm rạ thì rơm rạ của các cây hoà thảo, thân, cành
một số cây họ đậu và một số cây khác chiếm địa vị chủ yếu.
1.1.2. Thành phần hoá học và giá trị dinh dưỡng của rơm rạ
Đặ
c điểm thành phần hoá học của rơm rạ, họ hoà thảo có rất nhiều chất xơ
(từ 35 – 42%) ít protein thô (chỉ từ 3-4%) protein tiêu hoá được lại càng ít hơn
nữa (trung bình từ 1,5-2%), ít chất béo (từ 1- 2%), chất khoáng chiếm tỷ lệ
trung bình từ 4-6% nhưng lại có rất ít Ca, P và Na (trừ rơm rạ họ đậu có
tường đối nhiều Ca hơn) và nhiều silic. Hàm lượng vitamin cũng rất ít, nhất là
rơm rạ củ
a phần lớn các loại cây hoà thảo (trung bình 1kg rơm rạ hoà thảo chỉ
có từ 1- 3mg caroten). Thí dụ thành phần hoá học của một số rơm rạ chính
trong bảng 1.1.

4

Bảng 1.1. Thành phần hoá học của một số rơm rạ chính
Trong 100kg Loại rơm rạ Nước
%
Protein
Thô
%
Lipit
Thô
%
Xơ
Thô
%
Bột
đường
%
Khoáng
%
Đơn vị
thức ăn
Protein
tiêu hoá
Lúa
Kê
Ngô
Đậu tương
7,5
10,0
17,2
16,0
3,9

3,8
4,7
4,0
1,4
1,6
1,5
1,0
41,1
37,5
28,0
32,5
39,2
41,6
43,0
37,5
14,5
5,5
5,3
5,1
24
26
37
52
1,1
1,5
1,5
2,3
Do có nhiều chất xơ nên tỷ lệ tiêu hoá của rơm rạ nói chung rất thấp.
Như ngựa chỉ tiêu hoá được khoảng 20 – 30%, loài nhai lại chỉ tiêu hoá được
≥

40%. Ví dụ tỷ lệ tiêu hoá các chất dinh dưỡng trong rơm lúa đối với trâu bò
như sau:
Protein thô 12 – 25%
Lipit 19 – 22%
Xơ 40 – 45%
Bột đường 17 – 39%
Vì giá trị dinh dưỡng của rơm rạ tương đối thấp nên rơm rạ thường
dùng nuôi gia súc duy trì, nếu dùng để nuôi gia súc cao sản thì chỉ có tác dụng
làm thức ăn bổ sung để duy trì dung tích của khẩu phần. Trong một số trường
hợp nhất định, phối hợp thức ăn rơ
m rạ trong khẩu phần hàng ngày của gia
súc cũng có lợi cho việc duy trì quá trình tiêu hoá bình thường.
1.1.3. Một số loại thức ăn rơm rạ thường dùng trong chăn nuôi
• Rơm rạ họ hoà thảo
Là loại tương đối phổ biến. Giá trị dùng làm thức ăn của nó thay đổi
theo thời gian thành thục của cây dài hay ngắn và bộ phận dùng làm thức
ăn cho gia súc. Một số loại rơm rạ họ hoà thảo thường dùng trong chăn
nuôi gồm:
Rơm lúa: lượng chất protein có thể ngang với thân kê nhưng vì rơm lúa

5
có chứa tương đối nhiều chất xơ và các muối siliccat nên thô cứng hơn. Tỷ lệ
tiêu hoá nói chung cũng thấp hơn thân kê (tỷ lệ tiêu hoá nói chung của rơm
lúa ở loài nhai lại cũng chỉ vào khoảng
≥ 40%).
Thân cây kê: là loại thức ăn có giá trị nhất. Trong số các loại thức ăn
hoà thảo, vì có chứa tương đối nhiều chất protein, thân lá lại mềm, rễ nhai. Tỷ
lệ tiêu hoá nói chung của các chất dinh dưỡng có thể đạt tới 55%. Thường
dùng làm thức ăn thô rất tốt của lừa, ngựa, trâu, bò.
Thân lá ngô: Về mặt giá trị dinh dưỡng, thân lá ngô cao hơn loại những

loại thức ăn rơm rạ khác, nh
ất là có chứa tương đối nhiều chất dinh dưỡng.
Nhưng vì thân to nên nếu cho ăn trực tiếp, gia súc thường chỉ ăn một phần
còn bỏ lại khá nhiều. Cho nên nếu dùng thân lá ngô cho gia súc ăn thì nên chế
biến để nâng cao thêm hiệu suất sử dụng thức ăn.
• Thân lá họ đậu
Nói chung, giá trị dinh dưỡng của rơm rạ họ đậu thường tương đối cao
hơn rơm rạ hoà thảo, nhất là chứa tương đối nhiều chất protein và canxi.
Nhưng rơm rạ họ đậu cũng có nhược điểm nếu không phơi và cất trữ
tốt là rất rễ bị rơi rụng, hư hỏng và do đó giảm thấp giá trị dinh dưỡng của
thức ăn.
- Thân lá đậu tương: Chứa khá nhiều chất dinh dưỡng, nhưng vì thân
chính tương đối to, cứng khó nhai nên gia súc thường không ăn mà chỉ
ăn lá
và cành non. Muốn cho gia súc ăn được nhiều hơn và để nâng cao thêm tỷ lệ
tiêu hoá của thức ăn có thể đem say hoặc nghiền nhỏ thành bột.
- Thân lá đậu hoà lan: Thân nhỏ và mềm có chứa nhiều chất protein
tiêu hoá được, có giá trị làm thức ăn cao hơn lá đậu tương, nhưng khi cất trữ
phải rất cẩn thận vì rất rễ bị mốc hỏng và khi cho gia súc ăn, nhất là bò sữa
không nên cho ăn quá nhi
ều có thể gây táo bón và làm giảm chất lượng sữa.
- Dây lạc: Dây lạc dùng làm thức ăn cho gia súc có giá trị cao nhất so

6
với những loại trên, chất dinh dưỡng nói chung rất phong phú, có mùi vị thơm
ngon, dễ tiêu hoá, tỷ lệ tiêu hoá nói chung có thể lên tới 60%. Dây lạc có thể
dùng làm thức ăn cho tất cả các loại gia súc, nhưng cất trữ cũng rễ bị mốc,
hỏng nên cần phải chú ý.
• Các loại thân lá khác:
- Dây khoai lang khô chiếm vị trí rất quan trọng trong các loại thức ăn

thô. Giá trị dinh dưỡng xấp xỉ bằng cỏ khô loạ
i tốt. Nó chứa nhiều chất
protein và tỷ lệ tiêu hoá của các chất cũng tương đối cao (tỷ lệ tiêu hoá có thể
lên đến 50-55%).
- Thân lá khoai tây cũng có thể dùng làm thức ăn cho gia súc nhưng
cũng có nhược điểm là khi khô sẽ trở nên dai và tương đối cứng, gia súc khó
ăn. Khi tươi lại có chất solanin có thể gây trúng độc nên ít dùng và nếu dùng
thường chế biến dự trữ theo lối ủ xanh.
- Lá sắn là nguồn thức ă
n tốt cho các đối tượng trâu, bò, lợn và gà.
Năng suất lá vào khoảng 4,6 tấn vật chất khô/ha tại thời điểm thu hoạch củ.
Lá sắn có hàm lượng Protein cao (25% tính theo vật chất khô, biến động từ
16%-40%) trong đó 85% là protein thô. Lá sắn cũng là nguồn cung cấp
khoáng đa lượng như Ca, Mg và khoáng vi lượng như Mn và Zn, đồng thời
cũng là nguồn cung cấp vitamin A, riboflavin và axit ascorbic.
1.2. QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN THỨC ĂN RƠM RẠ
Thức ă
n rơm rạ dùng trong chế biến thức ăn chăn nuôi là loại thức ăn
có nguồn gốc từ thực vật bao gồm rơm, cỏ, thân cây ngô, đậu đỗ lạc, dây
khoai lang,…
Chế biến thức ăn rơm rạ nhằm mục đích:
- Giảm nhẹ công sức của gia súc khi nhai thức ăn;
- Tạo cho thức ăn có vị ngon, kích thích cho gia súc ăn nhiều, ham ăn
và ăn cả thức ăn ngon và không ngon;

7
- Có thể trộn với các thức ăn tinh để tăng lượng dinh dưỡng;
- Có thể nâng cao chất lượng thức ăn bằng các phương pháp chế biến
cơ lý, hóa học và sinh học;
- Có thể sử dụng rộng rãi thức ăn thô cho lợn và gia cầm bằng cách thái

và nghiền thức ăn thô khô thành bột.
1.2.1. Chế biên thức ăn rơm rạ theo phương pháp cơ lý
Theo phương pháp truyền thống thức ăn thô
được chế biến theo phương
pháp cơ học, hoá học và nhiệt học. Tùy theo mục đích chế biến và yêu cầu
thức ăn đối với loại vật nuôi mà có thể thực hiện theo 1 trong các qui trình cơ
bản sau đây:
Thái → trộn;
Thái → nấu → trộn;
Thái → phơi khô → nghiền → trộn;
Thái → ép bánh
- Thái là khâu quan trọng được áp dụng ở hầu hết các qui trình chế bi
ến
thức ăn thô. Rơm và các loại cỏ khô có thân to phải thành những đoạn có độ
dài 40 – 50 mm đối với trâu bò và 15-25 mm đối với lợn và 5-10mm đối với
gia cầm. Thái những loại thân cây ống to kết hợp ép dập vỏ mềm ra thì rất tốt.
Đối với phụ phẩm của nhà máy xay xát gạo như trấu, mày bổi,… thì không
cần qua khâu thái.
- Nấu chín được tiến hành đối với rơm cỏ khô đ
ã thái. Chất lượng nấu
thức ăn được xác định bằng mức chín mềm của thức ăn thô. Tốt nhất là nấu
bằng hơi nước trong những thùng kín và theo đúng chế độ sau đây. Trước khi
đun nóng đổ nước lã vào thức ăn đã thái chất trong thùng nấu với số lượng 60
÷ 100 l trên một tạ thức ăn và nén lại. Sau đó đun bằng hơi nước đạt tớ
i nhiệt
độ của hơi và giữ trong 2 – 3h ở nhiệt độ không thấp quá 70 ÷ 80
o
.
- Phơi sấy khô các đoạn cỏ khô đã thái để nghiền thành bột cỏ khô
nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình chế biến tiếp theo như nghiền,

8
trộn, ép viên hoặc bánh. Chất lượng nghiền cao nhất khi thức ăn đạt độ ẩm
không quá 10÷12%.
- Nghiền rơm cỏ khô đã thái thành bột để sản xuất thức ăn hỗn hợp cho
nhiều loại gia súc, gia cầm. Yêu cầu độ nhỏ bột sau khi nghiền tương tự như
nghiền hạt.
- Ép bánh để dự trữ nguyên liệu thức ăn đặc biệt là thức ă
n cho trâu bò
về mùa đông.
1.2.2. Chế biến thức ăn rơm rạ theo phương pháp sinh học
Ủ thức ăn là phương pháp ướp các thức ăn tươi nhiều nước bằng cách
muối chua do kết quả của việc lên men thức ăn dưới tác dụng của những quá
trình vi sinh vật. Khi ủ thức ăn sảy ra các quá trình lên men axit lăctic, lên
men butiaric và lên men rữa. Để thu được thức ăn ủ tốt, tỷ lệ thành phầ
n của
các axit ấy không đồng nhất như nhau: axit lăctic nên và cần có số lượng là
1,2 – 1,5%, axit butiaric không quá 0,3 – 0,5%. Nếu khi ủ thức ăn mà axit
lăctic kịp tạo ra sớm hơn axit butiaric thì nó ngăn không cho những axit này
phát triển và do đó nó đóng vai trò làm chất ướp. Vì vậy yếu tố quyết định
quá trình ủ thức ăn là: trong thức ăn ủ phải có lượng đường cần thiết tối thiểu
đã định; tạo nên nhiệt độ
tối thiểu cho các vi khuẩn axit lăctic phát triển, trong
giới hạn bằng 25-30
o
C; tạo nên môi trường kị khí (không có dưỡng khí) ngay
lúc trải khối thức ăn để ủ và kéo dài suốt thời kì bảo quản.
Hàm lượng đường các thức ăn thô để ủ chia làm ba nhóm: dễ ủ (ngô,
ngô bắp, củ quả, cỏ đồng, ), khó ủ (cỏ klêve, cỏ liutxecrna, ). Thường người
ta tiến hành ủ các loại thức ăn khó ủ trộn với loại dễ ủ.

Việc tạo ra nhiệt cần thiế
t cho sự lên men axit lăctic là nhờ hiện tượng
tự đốt nóng của thức ăn trong
31
÷
ngày đầu sau khi xếp để ủ. Khi đó nhiệt tạo
thành do các chất dinh dưỡng của thức ăn. Vì thế thuận lợi nhất là ủ thức ăn
với chế độ nhiệt độ thấp, không quá 30
o
C được gọi là chế độ ủ lạnh. Để đảm

9
bảo chế độ ủ lạnh cần có điều kiện như sau: khối thức ăn ủ có độ ẩm 65 –
75%; thức ăn đã được thái nhỏ, độ dài đoạn thái trong giới hạn 10 – 50 mm;
việc chất thức ăn đã thái vào công trình ủ trong thời gian hết sức ngắn, mỗi
ngày phải chất được 2÷3 m theo độ cao; khối thức ăn phải được nén cẩn thậ
n.
Tất cả các điều kiện trên chỉ để đạt một mục đích chính là đuổi không khí ra
khỏi khối thức ăn ủ được hết và nhanh.
Trong trường hợp tổng quát toàn bộ quá trình ủ lạnh có thể được mô tả
theo sơ đồ (hình 1.1) chế độ nhiệt độ sau đây:

Hình 1.1. Đồ thị nhiệt của quá trình ủ lạnh
Trong thời kì thứ nhất sau khi xếp thức ăn ủ (1 – 2 – 3 ngày ) vì một số
ít dưỡng khí còn sót trong khối thức ăn ủ, đó là quá trình ưa khí. Các tế bào
sống của cây cỏ thở hút, sử dụng nhanh số dưỡng khí đó, khiến cho khối thức
ăn tự nóng (trong giới hạn đoạn 1 – 2 của đường biểu diễn). Tất nhiên là
không khí càng sót lại nhiề
u trong khối thức ăn khi xếp để ủ, thì quá trình ưa
khí càng dài và nhiệt độ tự đốt nóng càng cao (trình bày trên sơ đồ bằng

đường chấm chấm).
Trong thời kì tiếp theo, khi dưỡng khí tự do vừa được sử dụng hết, thì
đến hiện tượng thở hút nội phân tử của các tế bào còn sống, dựa vào tác dụng
oxy hóa. Thời kì này không dài lắm (vào khoảng 1 ngày đêm) sau đó các tế
bào thực vật của khối thức
ăn đều chết hết. Nhiệt độ trong thời kì này tăng lên

10
nhưng rất chậm (đoạn 2 – 3 của đường cong).
Tiếp nữa đến là quá trình kị khí, khối thức ăn ủ mất dần nhiệt độ (trong
3÷5 tuần).
Việc tạo thành axit lactic bắt đầu từ lúc tiết ra nước nhựa cây, nghĩa là
từ lúc chất và nén xong và kéo dài độ vài ngày nữa. Khi đó nó có tác dụng
ướp được thức ăn và ngăn không cho axit khác phát triển.
Với chế độ nhiệt khác sẽ có thể
tạo nên điều kiện tối thích thuận lợi
nhất cho các vi khuẩn axit béo hay các vi khuẩn khác phát triển, chứ không
lợi cho axit lactic, khi đó thức ăn dễ bị hư hỏng. Vì vậy muốn tạo được thức
ăn ủ tốt cần phải điều chỉnh chế độ nhiệt của quá trình thích hợp với điều kiện
ủ và các loại thức ăn khác nhau.
Qui trình công nghệ chế biế
n thức ăn ủ được thực hiện theo 2 phương
pháp: phương pháp riêng rẽ và phương pháp liên hợp, tuỳ thuộc vào loại máy
móc sử dụng. Sơ đồ qui trình công nghệ được thể hiện trên hình 1.2.

Hình 1.2. Sơ đồ qui trình công nghệ chế biến thức ăn rơm rạ theo

11
phương pháp sinh học
Phương pháp riêng rẽ được thực hiện bởi tổ hợp máy bao gồm: máy cắt

cỏ rải hàng, máy gom cỏ thành đống, máy xúc cỏ lên xe hoặc rơmooc, máy
cắt thái, máy nén. Phương pháp lên hợp được thực hiện bởi máy cắt cỏ liên
hợp thu cỏ và cắt thái đồng thời, xe hoặc rơmoóc vận chuyển, máy nén.
So sánh phương pháp riêng rẽ và phương pháp liên hợp ta thấy: phương
pháp riêng rẽ có nhược đi
ểm là mức độ cơ khí hóa, mất nhiều công đoạn phụ,
đòi hỏi số lượng lao động chân tay lớn. Mặt khác cỏ cắt xong khi cào thành
đống và chất lên xe chở sẽ dính đẩt cát bẩn, cỏ sau khi cắt nếu không thái kịp
thời thường bị khô héo gây khó khăn cho quá trình ủ. Phương pháp liên hợp
khắc phục hoàn toàn nhược điểm của phương pháp riêng rẽ, tuy nhiên việc
đầu tư liên hợp máy cắt cỏ lớ
n hơn.
Phương pháp ủ chua thức ăn có ý nghĩa rất lớn: sản phẩm sau khi ủ
chua giữ được gần như nguyên vẹn giá trị dinh dưỡng của thức ăn tươi ban
đầu, tạo ra axit lactic, các chất dinh dưỡng, vitamin dễ tiêu, khiến cho gia súc
ăn ngon miệng, ăn được nhiều đồng thời nâng cao khả năng tiêu hoá. Mặt
khác thức ăn ủ không bị hư hỏng trong nhiều năm, có thể dự trữ
được lâu dài
để ổn định nguồn thức ăn.
1.2.3. Chế biến thức ăn thức ăn rơm rạ theo phương pháp hoá học
Chế biến thức ăn thô theo phương pháp hoá học được thực hiện bằng
cách urê hoá (hay kiềm hoá). Dung dịch urê (hay nước vôi) được phun vào
rơm cỏ sau khi thái, sau đó tiến hành ép bánh và bao gói kín bằng nhiều lớp
màng polyetylen rồi xếp vào kho bảo quản. Trong quá trình bảo quản, urê tự
phân hủy thành amoniac vừ
a tăng hàm lượng N vừa có tác dụng phân giải
lignin để làm mềm thức ăn, đồng thời ức chế vi khuẩn gây thối hỏng, làm tăng
thời hạn bảo quản.
Quá trình chế biến thức ăn kiềm hoá được thực hiện theo qui trình công

12
nghệ trên hình 1.3.









Hình 1.3. Sơ đồ qui trình chế biến thức ăn rơm rạ
theo phương pháp hoá học

1.3. YÊU CẦU CÔNG NGHỆ CỦA QUÁ TRÌNH ÉP
Nén ép rơm rạ là quá trình phức tạp, bởi tính chất cơ lý tính của các đối
tượng nghiên cứu. Bản thân các loại vật liệu này vừa có tính đàn hồi và biến
dạng khi chịu lực tác động ở những mức độ và trạ
ng thái nhất định. Với các
vật liệu như rơm, cỏ khô mức độ đàn hồi và biến dạng phụ thuộc nhiều vào
trạng thái ép của vật liệu, kết cấu bộ phận ép cũng như lực ép và thời gian ép.
Khối rơm, cỏ khô sau khi ép cần phải được định hình, đảm bảo độ bền
liên kết, vững chắc có kích thước hợp lý, thuận tiện cho quá trình vận chuy
ển.
Để đảm bảo rơm không hỏng trong thời gian bảo quản độ ẩm của rơm, cỏ khô
khi ép W = 10 - 15%.
Một số chỉ tiêu của bánh rơm, cỏ khô sau khi ép: Có kích thước các
chiều dài, rộng, phù hợp khả năng sắp xếp vào các thùng xe vận chuyển, bảo
quản. Do đó để thuận tiện cho việc định lượng thức ăn, khênh vác và sắp xếp khi
vận chuyển thì kích thước mỗi bánh thường

được chọn: dài 0,6m; rộng 0,5 m;
Nguyên liệu thô
Thái
Phun urê lỏng
Chất vào kho bảo
q
uản
Bao
g
ói

13
cao 0,4 m.
(Hiện nay các xe thường có kích thước chiều rộng thùng xe tải: 2,2 -
2,4 m và dài 4,5 – 5,5 m cho nên với kích thước bánh như trên dễ sắp xếp)
1.4. TÌNH HìNH SỬ DỤNG RƠM RẠ LÀM THỨC ĂN CHĂN NUÔI Ở
TRONG NƯỚC
Mấy năm gần đây, rơm rạ không còn là chất đốt chủ yếu ở nông thôn
do các nhiên liệu khác thay thế như: điện, khí gas, than,… thay thế; máy cày
được thay thế cho con trâu, con bò trên đồng ruộng. Vì vậy, sau mùa gặt rơm
r
ạ không còn được thu gom vận chuyển về nhà như trước đây mà được đốt
ngay tại ruộng, hiện tượng này ngày càng phổ biến trên toàn quốc.



14
Hình 1.6. Một số hình ảnh đốt rơm rạ trên cánh đồng [12]
Đốt rơm, rạ chẳng những lãng phí nguồn nhiên nguyên liệu mà còn gây
ô nhiễm môi trường, mất an toàn giao thông (do khói làm cho tầm quan sát bị

hạn chế). Theo các nhà khoa học, khói bụi khi đốt rơm, rạ làm ô nhiễm không
khí, gây tác hại lớn đối với sức khỏe con người. Trẻ em, người già, và người
có bệnh hô hấp, bệnh mạn tính, dễ bị ảnh hưởng nhất.
Theo các nhà khoa h
ọc cho biết, thành phần các chất gây ô nhiễm
không khí do đốt rơm, rạ, tác động đến sức khỏe con người là các dẫn xuất
của đioxin rất độc hại, có thể là tiềm ẩn gây ung thư. Các thành phần chính
của rơm, rạ là những hydratcacbon gồm: licnoxenlulozơ, 37,4%;
hemixenlulozơ (44,9%); licnin 4,9% và hàm lượng tro (oxit silic) cao từ 9,
đến 14%. Đó là điều gây cản trở việc sử dụng rơm, rạ một cách kinh tế. Thành
phần licnoxenluloz
ơ trong rơm, rạ khó phân hủy sinh học.
Đốt rơm, rạ trực tiếp ngay trên đồng ruộng gây bất lợi cho đồng ruộng
lớn hơn nhiều lần so với việc làm phân bón như ta tưởng. Các chất hữu cơ
trong rơm rạ và trong đất biến thành các chất vô cơ do nhiệt độ cao. Đồng
ruộng bị khô, chai cứng, một lượng lớn nước bị bốc hơi do nhiệt độ hun đốt
trong quá trình cháy rơm, rạ. Quá trình đốt rơm, rạ ngoài trời không kiểm soát
được lượng đioxit cacbon CO
2
, phát thải vào khí quyển cùng với cacbon
monoxit CO; khí metan CH
4
; các oxit nitơ NOx; và một ít đioxit sunfua SO
2
.
1.5. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG MÁY ÉP RƠM CỎ
KHÔ Ở TRÊN THẾ GIỚI VÀ TRONG NƯỚC
Đối với nhiều nước trên thế giới, đặc biệt là các nước công nghiệp như
Tây Âu, Bắc Mỹ, Đông Âu, Châu Úc, những nước có nền nông nghiệp hiện
đại thì ngành chăn nuôi và trồng trọt có quan hệ khăng khít với nhau.

Vấn đề cơ giới hóa thu hoạch cỏ và rơm khô đã đạt mức độ khá cao.
Mục tiêu chính là có thể
cơ khí hóa toàn bộ khâu thu hoạch cỏ bao gồm: vận

15
chuyển, bảo quản và phân phối cỏ khô.
1.6.1. Liên hợp máy thu gom và ép cỏ
Trên hình 1.7 là hình ảnh một số liên hợp máy thu gom và ép cỏ (do Hà
Lan chế tạo) dùng để thu gom và đóng gói rơm cỏ khô .

Hình 1.7. Các liên hợp máy thu gom và ép bánh rơm, cỏ khô (Hà Lan)
Cỏ sau khi cắt được phơi khô trên đồng, được liên hợp máy thu hoạch
gom lại và ép thành từng bó hình khối lập phương nhờ các máng ép. Máng có
tiết diện hình chữ nhật có kích thước cao: 0,25 – 0,40 m và rộng từ 0,55 –
1,10 m dạng cong về phía pittông ép, phần còn lại thì thẳng. Để đảm bảo độ
chặt của bó cỏ, cửa ra của máng được làm hẹp lại.
Máy ép cỏ tạo thành cuộn cỏ hình trụ lớ
n: Các cuộn cỏ hình trụ có
đường kính từ 1,6 -1,8 m và dài từ 1,5 - 1,7 m, trọng lượng cuộn cỏ từ 400 -
700 kg đối với cỏ khô và 250 - 450 kg đối với rơm.
Dải cỏ được đưa vào máy, cuộn dần theo đường xoắn ốc cho tới khi đạt
được đường kính mong muốn.

16
Các máy ép trên hoạt động liên tục có năng suất tương đối cao nhưng có
cấu tạo khá phức tạp, kích thước cồng kềnh và chỉ sử dụng đối với các đồng cỏ,
hoặc ruộng lớn, giá thành cao thích hợp với mô hình sản xuất lớn, đồng bộ.
Trên hình 1.8 là hình ảnh một số liên hợp máy thu gom và ép cỏ (do
Nhật Bản chế tạo) dùng để thu gom và đóng gói rơm cỏ khô.

a) b)
Hình 1.8. Các liên hợp máy thu gom và ép bánh rơm, cỏ khô (Nhật Bản)
Trên hình 1.9 là là sơ đồ nguyên lý cấu tạo của liên hợp máy thu và ép
cỏ kiều con lăn ép. Đây là loại máy ép có khuôn di động thường sử dụng
trong các máy thu hoạch cỏ, rơm liên hoàn. Loại máy này có ưu điểm: Năng
suất cao, sản phẩm ép được tự động đẩy ra ngoài sau một quá trình ép. Tuy
nhiên nó có nhược điểm là: phải tiêu tốn nhiều năng lượng để khắc phục lự
c
ma sát nên áp suất ép bị giảm, ép có độ chặt thấp.

17

Hình 1.9. Liên hợp máy thu và ép cỏ kiểu trục ép
1. Pittông; 2. Biên; 4. Tấm bao; 4. Bánh răng lớn; 5. Bộ phận cấp liệu; 6. Tấm bao
bộ phận thu cỏ; 7. Bộ phận thu cỏ; 8. Cam; 9. Tấm chắn; 10. Xích; 11. Bánh đà; 12.
Kim; 14. Điều chỉnh kim; 14. Đoạn thoát tải; 15. Xích; 16. Bánh xe con cóc; 17. Cơ
cấu thắt nút; 18. Bánh sao đè; 19. Buồng nén; 20. Điều chỉnh độ nén.
1.6.2. Các loại máy ép rơm tĩnh tại
Trên hình 1.10 là sơ đồ nguyên lý cấu tạo máy ép ΠCM-5,0A dùng để
ép cỏ, rơm thành bó do Liên Xô cũ chế tạo .

18

Hình 1.10. Máy ép rơm cỏ ΠCM-5,0A (Liên xô cũ)
1. Phễu nạp; 2. Bộ phận dồn cỏ; 4. Hệ thống truyền động chính; 4. Khung;
5. pittông; 6. Buồng tiếp nhận; 7. Ngàm; 8. Buồng ép; 9. Đáy; 10 Nắp;
11. Bộ phận điều chỉnh độ chặt; 12. Băng truyền; 14. Cơ cấu tay quay.

Cấu tạo gồm các bộ phận chính: Khung, phễu nạp liệu, bộ phận dồn cỏ,
buồng tiếp nhận cỏ, buồng ép, píttông, cơ cấu tay quanh, bộ phận giữ cỏ và

băng truyền. Toàn bộ cơ cấu làm việc lắp trên khung bằng kim loại tựa trên 4
bánh xe. Đáy của buồng ép lắp chặt với phần dưới của khung. Nắp của buồng
ép lắp vào khung sao cho có thể thay đổi chi
ều cao lỗ thoát của buồng để điều
chỉnh độ chặt của máy ép.
Pítông của máy ép thực hiện 40 hành trình trong 1 phút và hình thành
bó cỏ dài 780 – 830 mm, trọng lượng bó cỏ thường vào khoảng từ 30 – 40 kg
với độ chặt đạt được 250 – 380 kg/m
3.
Việc bó cỏ được thực hiện bằng tay.
Công suất cộng cơ 26 mã lực, trọng lượng máy 1.250 kg, chiều dài máy ở vị
trí làm việc 6.120 mm, chiều rộng 1.460 mm và chiều cao là 2.677mm. Hành
trình píttông 752 mm.
Quá trình làm việc của máy: Cỏ theo băng truyền vào phễu nạp, qua bộ