Nghiên cứu thiết kế chế tạo máy băm rơm dọc trục năng suất 500 KGh

Bé gi¸o dôc vµ ®µo t¹o
Tr−êng ®¹i häc n«ng nghiÖp hµ néi






LÊ VĂN AN



NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÁY BĂM RƠM
DỌC TRỤC NĂNG SUẤT 500 KG/H



LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT








Hµ néi, 2014

Bé gi¸o dôc vµ ®µo t¹o
Tr−êng ®¹i häc n«ng nghiÖp hµ néi



LÊ VĂN AN


NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÁY BĂM RƠM
DỌC TRỤC NĂNG SUẤT 500 KG/H





CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ
MÃ NGÀNH: 60.52.01.03



HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
TS. ðẬU THẾ NHU




Hµ néi, 2014

Hc vin Nụng nghip Vit Nam Lun vn thc s Khoa hc K thut

i

Lời cam đoan

Tôi xin cam đoan rằng số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn nay
là trung thực và cha hề đợc sử dụng và bảo vệ một học vị nào.
Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này
đều đợc cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn đều đợc chỉ rõ
nguồn gốc.
Hà Nội, ngày 05 tháng 05 năm 2014
Tác giả



Lê Văn An

Hc vin Nụng nghip Vit Nam Lun vn thc s Khoa hc K thut


ii

Lời cảm ơn

Trong quá trình học tập và nghiên cứu tại lớp cao học khóa 21, chuyên
ngành Kỹ thuật Cơ khí Trờng Đại học Nông nghiệp Hà Nội. Tôi đ nhận
đợc sự giúp đỡ, giảng dạy nhiệt tình của các thầy giáo, cô giáo trong trờng.
Nhân dịp này tôi xin đợc bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới các thầy giáo, cô
giáo trong trờng.
Tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc tới gia đình và Tiến sĩ Đậu Thế Nhu,
ngời đ tận tình hớng dẫn, giúp đỡ tôi hoàn thành đề tài nghiên cứu này.
Tôi xin chân thành cảm ơn Tiến sĩ Nguyễn Thanh Hải cùng tập thể các
thầy giáo, cô giáo trong bộ môn Thiết bị bảo quản Khoa Cơ điện Trờng
Đại học Nông nghiệp Hà Nội.
Tôi xin chân thành cảm ơn lnh đạo, các bộ công nhân viên Trung tâm
chuyển giao công nghệ và T vấn đầu t Viện cơ điện Nông nghiệp và Công
nghệ sau thu hoạch đ tạo điều kiện cho tôi trong quá trình thực hiện đề tài.
Xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày 05 tháng 05 năm 2014
Tác giả



Lê Văn An

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật


iii

MỤC LỤC

Trang
Lời cam ñoan i
Lời cảm ơn ii
Mục lục iii
Danh mục các chữ viết tắt vi
Danh mục hình ix
Danh mục bảng x
ðẶT VẤN ðỀ 1
Chương 1: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 3
1.1. Khái quát tình hình rơm rạ trong nước và thế giới . 3
1.2. Khái quát tình hình chăn nuôi và thức ăn chăn nuôi
cho ñại gia súc ở Việt nam và thế giới 5
1.2.1. Khái quát tình hình chăn nuôi và thức ăn chăn nuôi
cho ñại gia súc trên thế giới 5
1.2.2. Khái quát tình hình chăn nuôi và thức ăn chăn nuôi
cho ñại gia súc trong nước 7
1.3. Tình hình nghiên cứu và sử dụng máy băm rơm trong nước
và trên thế giới 10
1.3.1. Tình hình nghiên cứu và sử dụng máy băm rơm rạ, cỏ trong nước 10
1.3.2. Tình hình nghiên cứu và sử dụng máy băm rơm trên thế giới 15
1.4. Lựa chọn nguyên lý 21

1.4.1. Bộ phận băm rơm 21

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật


iv

1.5. Xác ñịnh các thông số cần nghiên cứu 23
Chương 2: ðỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 27
2.1. ðối tượng nghiên cứu 27
2.2. Phương pháp nghiên cứu 28
2.2.1. Phương pháp xác ñịnh hệ số ma sát của rơm 28
2.2.2. Phương pháp xác ñịnh lực cản cắt của rơm 29
2.2.3. Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm ñơn yếu tố 32
2.2.4. Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm ña yếu tố 33
2.2.5. Phương pháp xử lý và gia công số liệu thực nghiệm 39
2.3. Phương pháp xác ñịnh các thông số ra của quá trình băm 40
2.3.1. Phương pháp xác ñịnh chi phí năng lượng riêng 40
2.3.2. Phương pháp xác ñịnh chất lượng của sản phẩm băm 40
Chương 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ
LÀM VIỆC CỦA MÁY BĂM RƠM DỌC TRỤC 42
3.1. Cơ sở vật lý của quá trình cắt thái [3] 42
3.2. Các yếu tố ảnh hưởng ñến quá trình cắt thái bằng lưỡi dao 43
3.2.1. Áp suất riêng q (N/cm) của cạnh sắc lưỡi dao trên vật thái 43
3.2.2. Các yếu tố ảnh hưởng chính của dao thái 44
3.2.3. ðiều kiện trượt của lưỡi dao trên vật thái 46
3.3. Nghiên cứu các lực tác dụng giữa dao và rơm 48
3.4. Tính toán, lựa chọn các thông số làm việc 51
3.4.1. Tính toán, lựa chọn một số thông số của bộ phận băm 52
3.4.2. Tính toán lựa chọn bộ phận trống quay 53

3.4.3. Tính toán lựa chọn sơ bộ ñộng cơ 54

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật


v

Chương 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM 56
4.1. Vật liệu và dụng cụ thí nghiệm 56
4.1.1. Vật liệu và ñiều kiện thí nghiệm 56
4.1.2. Dụng cụ thí nghiệm 56
4.2. Kết quả nghiên cứu thực nghiệm ñơn yếu tố 57
4.2.1. Ảnh hưởng của tốc ñộ trục quay tới các thông số ra 59
4.2.2. Ảnh hưởng của lượng cấp liệu tới các thông số ra 62
4.2.3. Ảnh hưởng của bước xoắn tới các thông số ra (h) 64
4.3. Kết quả nghiên cứu xác ñịnh các thông số tối ưu của máy băm rơm
dọc trục bằng phương pháp qui hoạch hoá thực nghiệm ña yếu tố 67
4.3.1 Kết quả thu thập số liệu thí nghiệm, xử lý ñồng nhất phương sai 69
4.3.2. Kết quả xác ñịnh mô hình hồi qui quy hoạch hoá thực nghiệm
(QHHTN) ña yếu tố cho hàm Y
1
71
4.3.3. Kết quả xác ñịnh mô hình hồi qui quy hoạch hoá thực nghiệm
(QHHTN) ña yếu tố cho hàm Y
2
76
4.3.4. Giải bài toán tối ưu bằng phương pháp thương lượng có ñiều kiện 80
KẾT LUẬN VÀ ðỀ NGHỊ 82
Kết luận 82
ðề nghị 82

TÀI LIỆU THAM KHẢO 83





Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật


vi

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

Ký hiệu Tên gọi ðơn vị
Q

Lượng cấp liệu Tấn/h
n
tr
Tốc ñộ quay của trục Vg/ph
h Bước xoắn dẫn hướng mm
l
tb
Chiều dài trung bình ñoạn băm mm
N
e
Chi phí năng lượng riêng kWh/tấn
F
c
Lực cản N

N
b
Phản lực N
G Trọng lượng vật liệu kg
ϕ
Góc ma sát
°
f Hệ số ma sát
p
cr
Lực cản cắt riêng của rơm N
F
cr
Lực cản cắt của rơm N
b
cr
Bề rộng của lớp rơm mm
A Công cắt N
S
2
i
Phương sai thí nghiệm của ñiểm i
m Số lần lặp thí nghiệm
y
ij
Giá trị thông số ra ở ñiểm thứ i, lần lặp thứ j;
i
y

Giá trị trung bình thông số ra ở ñiểm thứ i

S
2
tn
Phương sai thí nghiệm
S
2
yt
Phương sai yếu tố
F Chuẩn Fisher tính toán
F
b
Chuẩn Fisher tra bảng
G Chuẩn Kohren tính toán
G
b
Chuẩn Kohren tra bảng
S
2
imax
Phương sai thí nghiệm lớn nhất trong số các S
2
i

x
1
Mã hoá của lượng cấp liệu Tấn/h
x
2
Mã hoá của tốc ñộ trục quay v/p

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật


vii

x
3
Mã hoá của bước xoắn cánh dẫn mm
Y
1
Mã hoá của hàm chiều dài trung bình ñoạn băm mm
Y
2
Mã hoá của hàm chi phí năng lượng riêng kWh/tấn
x
i
Giá trị mã hoá của yếu tố thứ i
X
i
Giá trị thực của yếu tố thứ i
X
oi
Giá trị thực mức cơ sở của yếu tố thứ i
ε
i

Khoảng biến thiên của yếu tố thứ i

N Số thí nghiệm

N
α

Số thí nghiệm ở mức phụ

N
0
Số thí nghiệm ở mức cơ sở
k Số yếu tố ñầu vào
b
0

b
i

b
ij

b
ii

Các hệ số của phương trình hồi qui

y
s
Cực trị của hàm mục tiêu
X
~

Các thông số vào theo hệ toạ ñộ mới

B
ii
Hệ số của phương trình chính tắc
q Áp suất riêng N/cm
P
ct
Lực cắt cần thiết N
∆S
ðộ dài lưỡi dao
cm
P
t
Lực cản cắt thái N
σ
Góc mài dao của lưỡi dao
°
S Chiều dày cạnh sắc lưỡi dao mm
σ
c

Ứng suất cắt của vật thái

α
Góc cắt thái
°
β
Góc ñặt dao
°
τ

Góc trượt
°
v
t
Vận tốc tiếp tuyến m/s
v
n
Vận tốc pháp tuyến m/s

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật


viii

ε
Hệ số trượt

ω’
Góc cắt trượt
°
S
r
Diện tích ñáy của kiện rơm m
2

ρ
r
Khối lượng riêng kiện rơm
kg/m
3

K
r
Hệ số ñánh giá ñộ trượt của thùng và kiện rơm
R
tr
Bán kính trống băm m
ω
tr

Vận tốc góc của trống băm
1/s
ω
th

Vận tốc góc của thúng quay
1/s
R
k

Khoảng cách từ tâm kiện rơm ñến ñĩa dao ñang
xét
mm

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật


ix

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1. Thành phần hoá học và giá trị dinh dưỡng của một số
loại thức ăn cho gia súc 4
Bảng 1.2: Số lượng ñầu gia súc của nước ta năm 2009 7
Bảng 1.3: Số lượng gia súc lớn (ñại gia súc) qua các năm 8

Bảng 1.4: Số lượng bò phân theo vùng 8

Bảng 1.5: Số lượng trâu phân theo vùng 9

Bảng 2.1. Thông số kỹ thuật của máy băm rơm dọc trục MBR 2013 28
Bảng 2.2. Hệ số ma sát của rơm khô với rơm và thép 29
Bảng 4.1. Tính năng kỹ thuật của các thiết bị, dụng cụ ño lường
thử nghiệm 57

Bảng 4.2. Kết quả thử nghiệm máy khi thay ñổi vận tốc quay
của trục máy 60
Bảng 4.3. Kết quả thử nghiệm máy khi thay ñổi chiều dày cấp liệu 62
Bảng 4.4. Kết quả thử nghiệm máy khi thay ñổi bước xoắn
của cánh dẫn hướng 65
Bảng 4.5. Sự biến thiên các thông số nghiên cứu 68
Bảng 4.6. Ma trận thí nghiệm 68
Bảng 4.7. Ma trận kết quả thí nghiệm hàm Y
1
70
Bảng 4.8. Ma trận kết quả thí nghiệm hàm Y
2
71
Bảng 4.9. Ma trận kết quả tính toán và xử lý số liệu với hàm Y
1
72
Bảng 4.10. Ma trận kết quả tính toán và xử lý số liệu với hàm Y
2
76


Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật


x

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1: Máy thái cỏ dạng ñĩa 11
Hình 1.2: Máy thái cỏ dạng trống 13

Hình 1.3. Máy băm rơm năng suất 100kg/h 15
Hình 1.4. Máy băm rơm - cỏ khô dạng trống 17
Hình 1.5. Máy băm rơm dạng ñĩa (Renn-Canada) 19
Hình 1.6: Máy băm rơm khô dạng liên hoàn 20
Hình 1.7. Máy băm dạng ñĩa 21
Hình 1.8. Máy băm dạng trống ñập 23
Hình 2.1: Máy băm rơm dọc trục MBR 2013 27
Hình 2.2. Dụng cụ Giêlilốpski 29
Hình 2.3. Sơ ñồ nguyên lý hệ thống ño, truyền và lưu giữ dữ liệu
về lực cản cắt 30
Hình 2.4. Bộ phận giữ rơm ñể cắt 30
Hình 2.5. Lực cản của rơm khi cắt 32
Hình 3.1. Tác dụng cắt thái của lưỡi dao 42
Hình 3.2. ðồ thị phụ thuộc lực cắt thái R vào ñộ dịch chuyển S
của V.P. Gơriatkin 43
Hình 3.3. Cạnh sắc lưỡi dao 44
Hình 3.4. Góc cắt thái 45
Hình 3.5. ðồ thị phụ thuộc của lực cắt với ñộ thái sâu l 46
Hình 3.6. ðồ thị phụ thuộc của áp suất cắt thái riêng và
vận tốc dao thái 46

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật


xi

Hình 3.7. Vận tốc của ñiểm M trên cạnh sắc lưỡi dao AB 47
Hình 3.8. Cấu tạo của lưỡi cắt rơm 48
Hình 3.9. Các lực tác dụng lên lưỡi dao và vật thái 48
Hình 3.10. Nguyên lý làm việc của máy băm rơm dọc trục 51

Hình 3.11. Sơ ñồ khối nguyên lý làm việc của máy băm 52
Hình 3.12. Cấu tạo của lưỡi dao 53
Hình 4.1. Một số hình ảnh thử nghiệm máy 59
Hình 4.2. Môí quan hệ giữa chiều dài trung bình ñoạn băm và n
tr
(n-l) 61
Hình 4.3. Mối quan hệ giữa chi phí năng lượng riêng và n
tr

61
Hình 4.4. Mối quan hệ giữa chiều dài trung bình của ñoạn băm và
lượng cấp liệu 63
Hình 4.5. Mối quan hệ giữa chi phí năng lượng riêng và
lượng cấp liệu 64
Hình 4.6. Mối quan hệ giữa bước xoắn và
chiều dài trung bình ñoạn băm 66
Hình 4.7. Mối quan hệ giữa bước xoắn và chi phí năng lượng riêng 67


Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật


1

ðẶT VẤN ðỀ

Rơm rạ là nguồn phế thải rất lớn trong nông nghiệp Việt Nam. Trước
ñây, nông dân tận dụng hết nguồn phế thải này ñể làm nhà, làm thức ăn cho
gia súc, dùng ñể ñun nấu, nay những nhu cầu ấy không còn nhiều. Cho nên
khi thu hoạch lúa vào mùa mưa lượng rơm rạ không ñược thu gom dẫn ñến ô

nhiễm môi trường, làm tắc kênh mương và sông ngòi. Khi thu hoạch vào mùa
khô ña số nông dân ñốt rơm, rạ gây lãng phí nguồn chất hữu cơ có thể sử
dụng làm phân bón và toả ra một lượng khói lớn không những gây nhiễm môi
trường nghiêm trọng, ảnh hưởng ñến sức khỏe người dân, mà còn là nguyên
nhân gây tai nạn giao thông do bị hạn chế tầm nhìn. Nguy hiểm nhất, ñây lại
là thời ñiểm lưu lượng người và phương tiện tham gia giao thông rất ñông
(người nông dân thường ñốt rơm vào buổi chiều tối).
Từ kết quả ñiều tra cho thấy, ở Việt Nam hàng năm có khoảng 30 triệu
tấn rơm và ñây là nguồn thức ăn thô quan trọng cho chăn nuôi trâu bò, ñặc
biệt là vào mùa khô và mùa ñông, nhưng lượng rơm sử dụng hiện nay chưa
nhiều, phần lớn ñốt ngoài ñồng ñể giải phóng mặt bằng ñồng ruộng. ðây là
một sự lãng phí rất lớn phụ phẩm trong nông nghiệp. Mặt khác, nhu cầu rơm
làm nguyên liệu trồng nấm và làm thức ăn chăn nuôi gia súc, ngày càng
nhiều. Do ñó, cần có những giải pháp hợp lý, ñể tận thu sử dụng rơm rạ góp
phần tăng thu nhập cho nông dân trồng lúa ở Việt Nam.
ðể việc sử dụng rơm có hiệu quả, các nước phát triển ñều quan tâm
trước hết tới việc cơ giới hoá việc thu gom, vận chuyển và bảo quản rơm. Ở
nước ta hiện nay, việc xử lý và sử dụng rơm chưa ñược quan tâm ñúng mức,
còn mang tính tự phát, việc thu gom và bảo quản rơm rạ trên ñồng hoàn toàn
bằng phương pháp thủ công nên tốn nhiều thời gian, công sức và giá trị kinh
tế không cao.
Việc nghiên cứu, thiết kế, chế tạo máy băm rơm ñể tận dụng các nguồn
thức ăn rẻ tiền sẵn có (phụ phế phẩm trong nông nghiệp) ở ñịa phương, ñồng
thời tăng khả năng lựa chọn các loại nguyên liệu thức ăn khác nhau cho gia
súc và làm nguyên liệu trồng nấm . Việc ứng dụng công nghệ tiên tiến, phù

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật


2

hợp sẽ giải quyết những khó khăn nói trên ñồng thời giải phóng sức lao ñộng
cho con người.
ðể ñáp ứng cho các mô hình sản suất tận dụng rơm, trấu phục vụ cho
các cơ sở chăn nuôi, nuôi trồng nấm cần hoàn thiện, cải tiến, thiết kế mới các
thiết bị tạo ra các thiết bị phù hợp với ñiều kiện của Việt Nam.
Chính vì vậy, việc nghiên cứu, thiết kế, chế tạo máy băm rơm là rất cần
thiết ñể mang lại hiệu quả kinh tế xã hội góp phần công nghiệp hoá nông
nghiệp, nông thôn.
ðể ñáp ứng nhu cầu trên chúng tôi ñề xuất phương án cắt rơm nhiều lần
bằng cách bố trí nhiều lớp dao cắt trên một trống dài. Quá trình cắt, vận
chuyển dọc trục của rơm tương tự như máy ñập lúa dọc trục.
Trên cơ sở những phân tích ở trên chúng tôi ñề xuất ñề tài “Nghiên
cứu thiết kế, chế tạo máy băm rơm dọc trục năng suất 500 kg/giờ “
Mục tiêu của ñề tài là:
1. Lựa chọn ñược nguyên lý làm việc của máy băm rơm dọc trục.
2. Nghiên cứu xác ñịnh ñược một số thông số làm việc làm cơ sở cho
việc thiết kế máy băm rơm dọc trục.
3. Vận dụng các thông số ñã xác ñịnh vào chế tạo máy băm rơm dọc trục.

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật


3

Chương 1: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU

1.1. Khái quát tình hình rơm rạ trong nước và thế giới.
Rơm lúa ñược sử dụng phổ biến trong chăn nuôi trâu bò ở các nước
nhiệt ñới, ở Thái Lan có 75% rơm lúa nương rẫy và 82% rơm lúa nước ñược

sử dụng cho chăn nuôi. Bangladesh tỷ lệ này là 47%, Việt Nam hàng năm có
khoảng 30 triệu tấn rơm và ñây là nguồn thức ăn thô quan trọng cho chăn nuôi
trâu bò, ñặc biệt là vào mùa khô và mùa ñông.
Tuy nhiên, giá trị dinh dưỡng của rơm thấp, nhất là rơm mới thu hoạch
trong mùa mưa, vận chuyển rơm cũng rất cồng kềnh. Cho nên, việc chế biến
rơm mang lại hiệu quả trong chăn nuôi gia súc nhai lại là rất cần thiết, ước
tính hiện nay có hơn 70% số hộ chăn nuôi sử dụng rơm cho trâu bò, ñặc biệt
là vào mùa khô (miền Nam) và vào mùa ñông (miền Bắc) [6].
Theo nghiên cứu của các nhà khoa học Viện chăn nuôi quốc gia [15]
ñưa ra thành phần hoá học và giá trị dinh dưỡng của một số loại thức ăn cho
gia súc như bảng 1.1:
Kết quả trên cho thấy rơm khô có năng lượng trao ñổi (Kcal/kg) không
lớn do vậy việc sử dụng rơm khô làm thức ăn chăn nuôi bò ñược nghiên cứu
và sử dụng theo hai phương pháp chủ yếu là:
- Sử dụng rơm trực tiếp làm thức ăn thô:
Rơm khô ñược cho ăn trực tiếp hoặc băm nhỏ trộn với cỏ tươi băm nhỏ,
cám tổng hợp, rỉ mật, men bia tạo thành thức ăn tổng hợp theo khẩu phần (hay
còn gọi là thức ăn MTR). Với 1 con bò ñang vắt sữa, khẩu phần ăn trong
khoảng 20 - 25kg/ngày trong ñó rơm - cỏ khô thường chiếm 10 - 15%. ðây là
một phưong pháp chăn nuôi tiên tiến ñã ñược các nước có nền chăn nuôi phát
triển áp dụng rất hiệu quả.

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật


4

- Xử lý rơm bằng phương pháp urê.
Việc sử dụng rơm khô làm thức ăn cho bò có giá trị dinh dưỡng thấp (ít
protein, khoáng chất và gluxit dễ lên men), tỷ lệ tiêu hoá thấp do chất xơ

trong rơm khó tiêu. Vì vậy các nhà khoa học chăn nuôi ở nước ta dùng
phương pháp xử lý rơm bằng urê. Từ những năm 1990 ñến nay ñã có nhiều
công trình nghiên cứu theo hướng này của Viện Chăn nuôi, Viện Thú y,
Trường ðHNN Hà Nội, ðH Nông Lâm Huế với các kết quả chính là:
Bảng 1.1. Thành phần hoá học và giá trị dinh dưỡng của một số loại
thức ăn cho gia súc.
(%) Trong vật chất khô
Loại
Thức
ăn
Vật
chất
khô
(%)
Protin
(%)
ðường tan
(%)
Tỷ lệ tiêu
hoá chất
hữu cơ
(DOM)
(%)
Năng lượng
trao ñổi
(ME)
(Kcal/Kg)
Cỏ mật 18,2 11,1 - 47,2 1787
Cỏ voi
tươi

15,8 14,4 7,8 56,0 1977
Cỏ voi ủ 24,1 6,6 - 45,0 2073
Thân ngô
tươi
14,0 12,0 2,7 54,0 2420
Ngọn mía 21,5 3,3 8,9 35,7 1942
Rơm 93,4 4,9 2,5 44,4 1532
+ Kết quả xử lý rơm với urê công thức 2,5 kg urê, 0,5 kg vôi, 100 lít
nước, 100 kg rơm khô ñể chăn nuôi bò thịt ñạt hiệu quả tăng trọng cao hơn
ñối chứng 23,7%.

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật


5

+ ðã nghiên cứu ñánh giá các chỉ tiêu thức ăn của rơm xử lý urê (tỷ lệ 3
- 5% cho thấy hàm lượng xơ thô, NDF, ADF và lignin trong rơm giảm ñáng
kể, tỷ lệ tiêu hoá tăng 39,3% so với ñối chứng.
+ Kết quả xử lý rơm bằng urê tỷ lệ 4% ñã làm tăng hàm lượng Protein
thô và giảm hàm lượng NDF, hemicelluloza.
+ Ứng dụng phương pháp xử lý urê ở ñiều kiện nông hộ cho thấy xử lý
urê làm tăng giá trị nuôi dưỡng và tốc ñộ sinh trưởng của bò.
- Xử lý rơm bằng vi sinh (ủ lên men).
Việc sử dụng các chủng vi khuẩn L. plantarum, L. fermentum ñể lên
men rơm lúa ñã làm tăng ñáng kể chất lượng của rơm lúa và kéo dài thời gian
bảo quản. Nhưng việc lên men rơm lúa bằng vi sinh vật mới chỉ ñược thực
hiện ở các trang trại nhỏ lẻ bằng cách dùng túi nilông buộc kín và các vi sinh
vật có sẵn trên nguyên liệu ñể lên men. ðiều này ñã khiến cho các sản
phẩm tạo ra không giữ ñược lâu. Chính vì vậy, việc nghiên cứu sử dụng biện

pháp cấy giống thuần chủng ñể nâng cao chất lượng của quá trình ủ chua rơm
nguyên liệu dùng làm thức ăn cho gia súc là việc làm hết sức cần thiết.
Rơm rạ ngoài việc dùng thức ăn cho lĩnh vực chăn nuôi thì nó còn ñược
dùng trong ngành nông nghiệp như: Xử lý rơm rạ làm phân bón cho cây
trồng, trong quá trình gieo mạ thãm và ñược ứng dụng ñể trồng nấm.
1.2. Khái quát tình hình chăn nuôi và thức ăn chăn nuôi cho ñại gia súc
ở Việt nam và thế giới.
1.2.1. Khái quát tình hình chăn nuôi và thức ăn chăn nuôi cho ñại gia súc
trên thế giới.
Hiện nay thức ăn gia cầm chiếm tỷ lệ cao nhất : 38%, tiếp ñó là thức ăn
cho lợn: 32%, thức ăn cho bò sữa: 17%, thức ăn cho bò thịt: 7%, còn thức ăn
cho thủy sản và các vật nuôi khác chiếm 6%. Có khoảng 3500 nhà máy sản

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật


6

xuất thức ăn chăn nuôi công suất lớn trên thế giới ñảm nhận sản xuất trên
80% sản lượng thức ăn chăn nuôi toàn cầu.
Thức ăn công nghiệp tiết kiệm ñược 40-48% nguyên liệu so với thức ăn
truyền thống. Do ñó các nước ñầu tư khá lớn trong loại hình chế biến này.
Theo tổ chức FAO ñã xác ñịnh có 3 tổ chức chăn nuôi chính: Hệ thống
công nghiệp, hệ thống hỗn hợp và hệ thống chăn thả.
Hệ thống chăn nuôi công nghiệp là những hệ thống các vật nuôi ñược
tách khỏi môi trường chăn nuôi tự nhiên, toàn bộ thức ăn, nước uống do con
người cung cấp và có hệ thống thu gom chất thải. Các hệ thống này cung cấp
trên 50% thịt lơn và thịt gia cầm toàn cầu, 10% thịt bò và cừu.
Hệ thống hỗn hợp, là hệ thống trang trại trong ñó có cả sản xuất trồng
trọt và chăn nuôi. ðây là hệ thống cung cấp 54% lượng thịt, 90% lượng sữa

cho toàn thế giới. ðây cũng là hệ thống chủ yếu chăn nuôi nhỏ lẽ ở các nước
ñang phát triển.
Hệ thống chăn thả là hệ thống chăn nuôi mà trên 90% thức ăn cho vật
nuôi ñược cung cấp từ ñồng cỏ, bãi chăn thả dưới 10% còn lại ñược cung
cấp từ các cơ sở khác. Các hệ thống này chỉ cung cấp ñược cho thế giới 9%
tổng sản phẩm thịt toàn cầu, nhưng là nguồn thu nhập chính của trên 20 triệu
gia ñình trên thế giới.
Trên thế giới từ phế phụ phẩm nông nghiệp (rơm, rạ, thân cây ngô khô,
lõi ngô v.v ) người ta chế biến 2 dạng thức ăn cho ñại gia súc nói chung và
cho trâu, bò nói riêng như sau:
+ Rơm, rạ, thân cây ngô khô băm, nghiền nhỏ ñến kích thước 2 – 5cm
ñể làm thức ăn trực tiếp cho trâu, bò. Ở dạng này có hai cách sử dụng:
- Băm, nghiền nhỏ ñến ñâu trộn với rỉ ñường và các phụ gia khác và
cho trâu bò ăn liền. Với các này thường sử dụng 2 thiết bị chính là máy
nghiền và máy trộn. Thường các máy này là các máy di ñộng và máy trộn

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật


7

thường ñi liền với thiết bị rải thức ăn vào máng ăn, tức trộn ñến ñâu rải vào
máng ăn ñến ñó.
- Băm, nghiền nhỏ sau ñó ñưa vào bảo quản trong kho hoặc các bể
chứa. Khi sử dụng bằng các máy trộn di ñộng kết hợp với thiết bị rải thức ăn
vào máng ăn ñến lấy thức ăn, trộn ñều với các phụ gia khác và rải vào các
máng ăn cho trâu, bò.
1.2.2. Khái quát tình hình chăn nuôi và thức ăn chăn nuôi cho ñại gia súc
trong nước.
Phát triển chăn nuôi theo hướng tập trung và chuyên môn hóa cao là

một trong những nội dung quan trọng trong quá trình công nghiệp hóa sản
xuất nông nghiệp của nước ta trong thời kỳ phát triển mới. Việt Nam là một
trong 10 quốc gia có mật ñộ dân số cao nhất thế giới (khoảng 260 người/km
2
).
Nhu cầu thực phẩm trong ñiều kiện dân số tăng và ñời sống ngày càng ñược
nâng cao ñã và ñang ñặt ra cho các nhà quản lý nông nghiệp phải nhanh
chong hiện ñại hóa sản xuất nông nghiệp. Trong khi diện tích dành cho sản
xuất nông nghiệp ngày càng giảm do phát triển ño thị, công nghiệp, giao
thông và các công trình dịch vụ khác, phát triển chăn nuôi theo hướng tập
trung, nâng cao quy mô là xu thế tất yếu nhằm nâng cao năng xuất và chất
lượng thịt, trứng, sữa cung cấp cho nhân dân và cho xuất khẩu.
Bảng 1.2: Số lượng ñầu gia súc của nước ta năm 2009
TT Loại gia súc ðơn vị tính ðầu con
1 Trâu Ngàn con 2886,6
2 Bò Ngàn con

6103,3
3 Dê, cừu Ngàn con

1375,1
4 Ngựa Ngàn con

102,2
Hiện cả nước có khoảng 5,2 triệu con bò, trong ñó bò sữa khoảng
100.000 con và gần 2,63 triệu con trâu (bảng 3; 4 và 5) phân bố chủ yêu ở

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật

8

trung du miền núi phía Bắc, duyên hải miền Trung và Tây Nguyên. Ngoài ra
còn một lượng ñáng kể dề, cừu và ngựa. Như vậy nếu tính trung bình một con
trâu hoặc bò dùng hết khoảng 5 - 6 kg thức ăn thô/ngày thì hàng năm cần
khoảng 15 - 17 triệu tấn thức ăn thô. Tuy nhiên hiện ngành chăn nuôi ñại gia
súc chủ yếu mang tính tận dụng thức ăn là chính, còn thức ăn chế biến công
nghiệp hiện chiểm một tỉ lệ rất thấp. trong khi hàng năm một lượng rất lớn
phế phụ phẩm nông nghiệp (rơm, rạ, thân cây ngô, khoai lang v.v ) phải bỏ
ñi, gây lãng phí và ô nhiễm môi trường.
Bảng 1.3: Số lượng gia súc lớn (ñại gia súc) qua các năm

ðơn vị: Nghìn con (Theo Tổng cục thống kê)
Loại GS

Năm
Trâu Bò Ngựa Dê, cừu
2007 2.996,4 6.724,7 103,5 1.777,7
2008 2897,7 6337,7 121,2 1483,4
2009 2886,6 6103,3 102,2 1375,1
2010 2877,0 5808,3 93,1 1288,4
2011 2712,0 5436,6 88,1 1267,8
Sơ bộ 2012 2627,8 5194,2 1343,6

Bảng 1.4: Số lượng bò phân theo vùng

ðơn vị: Nghìn con
Năm
ðịa phương
2007 2008 2009 2010 2011

Sơ bộ
2012
CẢ NƯỚC
6.724,7 6.337,7 6.103,3 5.808,3 5.436,6 5.194,2
ðồng bằng sông Hồng 822,9 729,9 695,0 651,7 603,4 517,2
Trung du và miền núi
phía Bắc
1.088,8 1.058,9 1.031,7 993,7 924,7 904,6
Bắc Trung Bộ và 2.825,5 2.619,0 2.489,7 2.336,9 2.144,9 2.103,6

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật


9

Duyên hải M.Trung
Tây Nguyên 756,3 721,3 716,9 694,9 689,0 657,2
ðông Nam Bộ 541,6 495,1 473,4 440,0 408,9 382,5
ðồng bằng sông Cửu
Long
689,6 713,5 696,6 691,1 665,7 629,1
Theo Tổng cục thống kê
Bảng 1.5: Số lượng trâu phân theo vùng

ðơn vị: Nghìn con
Năm
ðịa phương
2007 2008 2009 2010 2011
Sơ bộ
2012

CẢ NƯỚC
2.996,4 2.897,7 2.886,6 2.877 2.712 2.627,8
ðồng bằng sông Hồng
176,9 171,6 170,6 168,3 155,3 145,7
Trung du và miền núi phía Bắc
1.697,2 1.624,4 1.626,3 1.618,2

1.506,2

1.453,6
Bắc Trung Bộ và Duyên hải
M.Trung
931,9 908,9 893,6 889,8 855,7 839,0
Tây Nguyên
84,7 88,6 89,8 94,2 90,7 91,6
ðông Nam Bộ
67,6 61,1 63,0 62,1 60,2 57,2
ðồng bằng sông Cửu Long
38,1 43,1 43,3 44,4 43,9 40,7
Theo Tổng cục thống kê
Trong 10 năm trở lại ñây, ngành chăn nuôi phát triển nhanh dẫn ñến
thúc ñẩy ngành sản xuất thức ăn chăn nuôi công nghiệp, nhiều doanh nghiệp
trong và ngoài nước ñầu tư sản xuất thức ăn chăn nuôi với nhiều loại thiết bị,
công nghệ hiện ñại công suất từ 30.000 – 200.000 tấn/năm. Các dây chuyền
có công suất từ 5000 – 10000 tấn/năm do nhập khẩu hoặc chế tạo trong nước.
Các doanh nghiệp lớn chiếm 65% thị phần trong ngành sản xuất thức ăn
chăn nuôi, nhưng có rất nhiều doanh nghiệp có quy mô vừa và nhỏ cũng ñang
hoạt ñộng trong lĩnh vực này. Sức ép ñè nặng lên các doanh nghiệp vừa và
nhỏ trong nước ñể duy trì ñược khả năng cạnh tranh.

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật


10

Nguyên nhân dẫn ñến năng lực cạnh tranh thấp của các doanh nghiệp
sản xuất thức ăn vừa và nhỏ trên thị trường là do thiết bị cũ, công nghệ lạc
hậu, chất lượng sản phẩm chưa cao. ðể ñẩy mạnh tốc ñộ phát triển ngành
chăn nuôi Việt Nam cần phát triển quy mô sản xuất của các doanh nghiệp sản
xuất thức ăn chăn nuôi vừa và nhỏ theo hướng ñầu tư ñược thiết bị hiện ñại
với vốn ñầu tư nhỏ, tiết kiệm ñược chi phí năng lượng, ñồng thời ñảm bảo
ñược tỷ lệ dinh dưỡng thức ăn trong mỗi kg sản phẩm, ñây cũng là hướng mà
ñề tài quan tâm.
1.3. Tình hình nghiên cứu và sử dụng máy băm rơm trong nước và
trên thế giới.
1.3.1. Tình hình nghiên cứu và sử dụng máy băm rơm rạ, cỏ trong nước.
Việc ñưa công nghệ cao vào phục vụ chăn nuôi bò là hữu ích, nhưng
cần có sự phát triển ñồng bộ về công nghệ và thiết bị phục vụ công nghệ mới
ñạt ñược hiệu quả sử dụng công nghệ mới trong chăn nuôi.
Việt Nam là một nước nông nghiệp, ngoài những sản phẩm chính tạo ra
từ ngành nông nghiệp thì hàng năm một lượng lớn (30 triệu tấn rơm) phụ phế
phẩm nông nghiệp (như rơm rạ, vỏ ñậu ñỗ, bã mía, ) ñược sử dụng trong chế
biến làm phân bón, thức ăn gia súc, sản xuất ñiện, làm ván nhân tạo Nhiều
cơ sở ñã nắm bắt, sử dụng nguồn nguyên liệu phụ phẩm vô tận này cho nhu
cầu sản xuất của mình mang lại hiệu quả cao.
Việc chế biến, xử lý trước khi sử dụng có ý nghĩa quan trọng khi mà
nguồn phế thải ñược xem là bỏ ñi có thể ñược tận dụng một cách có hiệu quả
làm thức ăn cho gia súc. ðặc biệt trong nghiên cứu chế biến, xử lý nguyên
liệu thức ăn cho gia súc nhai lại thì vấn ñề chế biến ñể tận dụng các phụ phế
phẩm cần ñược quan tâm.

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật


11

Một số cơ sở tự trang bị cho mình những thiết bị nhập ngoại như (Viện Di
truyền Nông nghiệp (nhập máy từ Trung Quốc), ) băm rơm rạ làm nguyên liệu
trồng nấm với giá thành cao (60 triệu). Máy làm việc theo nguyên lý dạng ñĩa.
Các máy sử dụng trong chế biến thức ăn cho gia súc hiện nay chủ yếu
là máy thái các loại thức ăn thô xanh (nguyên liệu ở dạng tươi) như:
Máy thái cỏ (CT1, CT2, CT5) do Viện Cơ ñiện Nông nghiệp và Công
nghệ sau thu hoạch thiết kế chế tạo (dạng ñĩa): (Hình 1.1) chủ yếu là thái cỏ
voi cho bò, làm thức ăn ủ chua năng suất 5 tấn/giờ và một số các máy thái cỏ
cỡ nhỏ máy làm việc trên nguyên lý dạng ñĩa lắp từ 2 - 4 dao dạng thẳng có
lắp bánh ñà hoặc lấy trọng lượng của ñĩa làm bánh ñà.

Hình 1.1: Máy thái cỏ dạng ñĩa
Máy thái cỏ CT5 có các thông số kỹ thuật [7]:
- ðường kính rô to thái: 900 mm
- Tốc ñộ quay của rô to thái: 500 vg/ph
- Số lượng dao: 2
- Khe hở cắt: 2 – 6 mm
- Góc cắt: 21°
- Tổng công suất: 10,5 kW
Hình 1.1a
Hình 1.1b

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật

12

- Chi phí năng lượng riêng: 2,1 kWh/t.
- ðộ dài ñoạn thái: 30-150 mm.
Mẫu máy thái CT5 có nhiều ưu ñiểm: năng suất cao, chất lượng thái tốt,
bộ phận cấp liệu an toàn, các thông số làm việc phù hợp với ñiều kiện chế tạo
trong nước. Máy có nhược ñiểm là không thái ñược cỏ khô.
Máy thái cỏ của Công ty Cơ khí Nam Hồng (dạng trống có lô nén): máy
có bộ phận chính là trống tròn trên lắp 4 - 6 dao thẳng làm việc nguyên lý chặt
bổ nên gây ra xung ñộng lớn nên ñộ bền của các chi tiết cần ñược tính toán
kỹ, chi phí năng lượng cao ñiều ñó cũng một phần nâng giá thiết bị cao hơn so
với loại khác cùng năng suất (Hình 1.2a).











Máy thái cỏ dạng trống (dao thẳng) Công ty Cơ khí Nam Hà chế tạo
(Hình 1.2b). Máy có năng suất 400 kg/giờ, với loại máy này chủ yếu thái cỏ
tươi do kết cấu dao thẳng lắp song song với trục máy nên khi làm việc gây ra
xung ñộng rất lớn ñiều ñó ảnh hưởng tới ñộ bền của các chi tiết, kết cấu máy
và chi phí năng lượng lớn hơn so với các máy cùng năng suất.
Hình 1.2a