nghiên cứu xác định các thông số chính của máy trộn thức ăn tmr theo nguyên lý guồng quay năng suất 100kg mẻ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO
TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP I
----------------------

TRẦN BẰNG SƠN

NGHIÊN CỨU XÁC ðỊNH CÁC THÔNG SỐ
CHÍNH CỦA MÁY TRỘN THỨC ĂN TMR
THEO NGUYÊN LÝ GUỒNG QUAY
NĂNG SUẤT 100KG/MẺ

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Chuyên ngành:

Kỹ thuật máy và thiết bị cơ giới hoá
Nông - Lâm nghiệp

Mã số: 60 – 52 – 14
Người hướng dẫn khoa học: TS. ðỗ Hữu Quyết

HÀ NỘI - 2007

1


LỜI CAM ðOAN

Tôi xin cam các số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là
trung thực và chưa hề ñược sử dụng ñể bảo vệ một học vị nào.
Tôi xin cam ñoan rằng các thông tin trích dẫn trong luận văn ñều ñã

ñược chỉ rõ nguồn gốc.

Trần Bằng Sơn

i


LỜI CẢM ƠN
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành của mình ñối với thầy ðỗ
Hữu Quyết cùng tập thể các thầy cô giáo trong Bộ môn Cơ học kỹ thuật,
Khoa Cơ ñiện, Trường ðại học nông nghiệp I, Hà Nội ñã tận tình hướng
dẫn và giúp ñỡ tôi thực hiện luận văn này.
Chân thành cảm ơn lãnh ñạo, các bạn ñồng nghiệp phòng Nghiên
cứu Cơ giới hoá chăn nuôi, Viện Cơ ñiện nông nghiệp và Công nghệ sau
thu hoạch và gia ñình ñã tạo ñiều kiện, giúp ñỡ tôi trong quá trình học
tập.

ii


MỤC LỤC
Trang
LỜI CAM ðOAN

i

LỜI CẢM ƠN

ii

MỤC LỤC

iii

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU

vi

DANH MỤC CÁC BẢNG

vii

DANH MỤC CÁC HÌNH

viii

1. MỞ ðẦU

1

1.1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ðỀ TÀI

1

1.2. ðỐI TƯỢNG, MỤC TIÊU, Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA

3

LUẬN VĂN
1.3. TÓM TẮT NỘI DUNG CỦA LUẬN VĂN

2. TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG MÁY

4
6

TRỘN THỨC ĂN TỔNG HỢP TMR TRONG CHĂN NUÔI BÒ SỮA
2.1. ðẶC TRƯNG VỀ TIÊU HOÁ THỨC ĂN VÀ CÁC LOẠI THỨC ĂN NUÔI BÒ

6

2.1.1. ðặc trưng về tiêu hoá thức ăn ở bò

6

2.1.2. Các loại thức ăn nuôi bò sữa

7

2.2. ỨNG DỤNG THỨC ĂN TỔNG HỢP TMR TRONG CHĂN NUÔI BÒ SỮA

7

2.2.1. Các phương pháp cung cấp thức ăn cho bò sữa

7

2.2.2. Yêu cầu công nghệ chế biến thức ăn tổng hợp TMR

9

2.3. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG MÁY TRỘN TMR

iii

11


2.3.1. Tình hình nghiên cứu sử dụng máy trộn TMR trên thế giới

11

2.3.2. Tình hình ứng dụng máy thái thức ăn thô và máy trộn TMR

15

trong nước
2.4. LỰA CHỌN NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CHO MÁY TRỘN TMR

3. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

18
20

3.1. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

20

3.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

20

3.2.1. Phương pháp xác ñịnh hệ số ma sát của vật liệu trộn

20

3.2.2. Phương pháp xác ñịnh ñộ trộn ñều

21

3.2.3. Phương pháp xử lý số liệu ño ñạc

22

3.2.4. Sử dụng các phần mềm trợ giúp thiết kế

23

4. MỘT SỐ TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA VẬT LIỆU TRỘN VÀ CÁC

24

THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA MÁY TRỘN TMR
4.1. KHẢO SÁT XÁC ðỊNH CÁC CÔNG THỨC THỨC ĂN TỔNG HỢP TMR

24

4.2. NGHIÊN CỨU MỘT SỐ TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA VẬT LIỆU TRỘN

25

4.2.1. Xác ñịnh hệ số ma sát của vật liệu trộn

25

4.2.2. Xác ñịnh ñộ ẩm và khối lượng riêng của vật liệu trộn

26

4.3. XÁC ðỊNH CÁC THÔNG SỐ CHÍNH CỦA MÁY TRỘN TMR

27

4.3.1. Sơ ñồ nguyên lý cấu tạo và các thông số của máy trộn TMR

27

4.3.2. Xác ñịnh yêu cầu về năng suất của máy trộn TMR

31

4.3.3. Xác ñịnh thể tích buồng trộn và các thông số của guồng trộn

32

4.3.4. Xác ñịnh các thông số của vít tải

35

iv

4.3.5. Xác ñịnh vị trí giữa guồng trộn với các trục vít và bề rộng cánh gạt

36

4.3.6. Tính toán lựa chọn sơ bộ ñộng cơ

44

4.3.7. Tính toán lựa chọn hệ truyền ñộng

46

4.4. NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM XÁC ðỊNH SỐ VÒNG QUAY CỦA

47

GUỒNG TRỘN VÀ THỜI GIAN TRỘN

4.4.1. Mẫu máy thí nghiệm

48

4.4.2. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của số vòng quay guồng trộn

50

và vít tải ñến ñộ trộn ñều
4.4.3. Ảnh hưởng của thời gian trộn ñến ñộ trộn ñều

54

4.4.4. Xác ñịnh năng suất của máy trộn TMR

56

5. KẾT QUẢ CHẾ TẠO VÀ KHẢO NGHIỆM MẪU MÁY TRỘN

57

TMR-100
5.1. THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÁY TRỘN TMR -100

57

5.2. KẾT QUẢ KHẢO NGHIỆM

57

5.3. SƠ BỘ ðÁNH GIÁ HIỆU QUẢ KINH TẾ - KỸ THUẬT CỦA MÁY

58

TRỘN TMR

KẾT LUẬN VÀ ðỀ NGHỊ

61

TÀI LIỆU THAM KHẢO

62

PHỤ LỤC

65

v


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU

CÁC CHỮ VIẾT TẮT
PMR - Party Mixed Ration (khẩu phần hỗn hợp một phần)
SCF - Separate Concentrate Feeding (cho ăn riêng thức ăn tinh)
TMR - Total Mixed Ration (khẩu phần hỗn hợp ñầy ñủ)

CÁC KÝ HIỆU
b - bề rộng cánh gạt
D - ñường kính guồng trộn
Dv1, Dv2 - ñường kính vít tải dưới và vít tải trên
G - lực trọng trường
g - gia tốc trọng trường
L - chiều dài guồng trộn
L1 - khoảng cách trục giữa guồng trộn và vít tải theo phương ngang
L2 - khoảng cách trục giữa guồng trộn và vít tải dưới theo phương thẳng ñứng
L3 - khoảng cách trục giữa hai vít tải theo phương thẳng ñứng
n - số vòng quay của guồng trộn
n1, n2 - số vòng quay của vít tải dưới và vít tải trên

Q - năng suất của máy trộn
Qv - năng suất vận chuyển của vít tải
qm - năng suất của một mẻ trộn
v/ph - vòng/phút
α - góc nghiêng cánh gạt
β- góc hất vật liệu
ω - vận tốc góc của guồng trộn
θM - ñộ trộn ñều

vi


DANH MỤC CÁCH BẢNG
Số bảng

Tên bảng

Trang

Bảng 4.1

Một số công thức thức ăn TMR

24

Bảng 4.2

Hệ số ma sát của các loại vật liệu với thép

26

Bảng 4.3

ðộ ẩm và khối lượng thể tích của các loại vật liệu

26

Bảng 4.4

Các thông số thiết kế mẫu máy thí nghiệm

48

Bảng 4.5

Các mức thay ñổi số vòng quay trong nghiên cứu thực nghiệm

49

Bảng 4.6

Ảnh hưởng của số vòng quay của guồng gạt ñến ñộ trộn ñều

53

Bảng 4.7

Ảnh hưởng của thời gian trộn ñến ñộ trộn ñều

54

Bảng PL.1

Kết quả giải phương trình 4.12

68

vii


DANH MỤC CÁC HÌNH
Số hình

Tên hình

Trang

Hình 2.1

Mẫu thức ăn tổng hợp TMR

10

Hình 2.2

Máy trộn TMR kiểu trục vít nằm ngang (Kuhn Knight-USA)

12

Hình 2.3

Máy trộn TMR kiểu vít trục ñứng (Renn-Canada)

13

Hình 2.4

Máy trộn TMR kiểu guồng quay kết hợp vít tải (Kuhn

14

Knight-USA)
Hình 2.5

Máy trộn kiểu thùng quay (Berg -USA )

15

Hình 2.6

Sơ ñồ nguyên lý làm việc của máy trộn ngang và trộn ñứng

17

Hình 3.1

Dụng cụ Giêligốpxki

20

Hình 4.1

Sơ ñồ nguyên lý cấu tạo máy trộn TMR

28

Hình 4.2

Các thông số chính của buồng trộn

31

Hình 4.3

Sơ ñồ vị trí giữa trục guồng gạt và các vít tải

37

Hình 4.4

Sơ ñồ lực tác dụng

39

Hình 4.5

Sơ ñồ xác ñịnh góc β

41

Hình 4.6

ðồ thị ảnh hưởng của góc α tới góc β

42

Hình 4.7

Sơ ñồ xác ñịnh khoảng cách các trục

43

Hình 4.8

Sơ ñồ hệ thống truyền ñộng của máy thí nghiệm

49

Hình 4.9

Mẫu thiết kế máy thí nghiệm

50

Hình 4.10

Mẫu máy thí nghiệm

50

Hình 4.11

Mẫu trộn cỏ tươi và rơm khô

51

viii


Hình 4.12

Xác ñịnh lượng chất khô hoà tan của các mẫu

51

Hình 4.13

Biểu ñồ ảnh hưởng của tốc ñộ guồng trộn ñến ñộ trộn ñều

53

Hình 4.14

ðồ thị ảnh hưởng của thời gian trộn ñến ñộ trộn ñều

55

Hình 5.1

Bảng giá thiết bị TMR của thế giới

58

Hình PL.1

Chế tạo máy trộn TMR-100

72

Hình PL.2

Hệ thống xích truyền ñộng

72

Hình PL.3

Chuẩn bị thí nghiệm

73

Hình PL.4

Kiểm tra mẫu trộn cỏ và rơm

73

Hình PL.5

Mẫu trộn hỗn hợp TMR

74

Hình PL.6

Lấy mẫu thí nghiệm

74

ix


1. MỞ ðẦU
1.1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ðỀ TÀI

Chăn nuôi là một trong những ngành chính của sản xuất nông nghiệp
nước ta, chiếm trên 20% tổng giá trị của sản xuất nông nghiệp. Trong những
năm gần ñây ngành chăn nuôi ở nước ta phát triển nhanh với mức tăng trưởng
bình quân trên 8% năm.
ðột phá lớn nhất của ngành chăn nuôi nước ta trong 10 năm gần ñây là
phát triển chăn nuôi bò sữa. Năm 1995 tổng ñàn bò của cả nước chỉ có 18.700
con, năm 2000 tăng gấp ñôi tới 35.000 con và tới năm 2005 tăng tới 95.800
con. tốc ñộ tăng ñàn bình quân hàng năm 43%. Phấn ñấu ñến năm 2010 sản
xuất ñược 350.000 tấn sữa tươi ñáp ứng 40% nhu cầu tiêu thụ trong nước [8].
Nhiều cơ sở chăn nuôi bò sữa và thịt quy mô công nghiệp ñược phát triển
ở một số tỉnh như Hà Tây, Sơn La, Thái Nguyên, Hà Nội, Bình Dương, Trà
Vinh,... có quy mô chăn nuôi phổ biến 50 ÷ 200 con. Một số tỉnh như Tuyên
Quang, Thanh Hoá, Lâm ðồng Thành phố Hồ Chí Minh,… ngoài các quy mô
phổ biến trên, còn có các quy mô chăn nuôi 500 ÷ 2000 con.
Thức ăn là một khâu quan trọng trong chăn nuôi, chiếm tới trên 60% giá

thành sản xuất. Việc sử dụng những nguồn nguyên liệu phục vụ cho chế biến
thức ăn chăn nuôi rất ña dạng ñã tạo ra nhiều loại thức ăn riêng cho bò như:
thức ăn thô tươi, thô khô, thức ăn viên thô, thức ăn tinh tổng hợp dạng bột và
viên, thức ăn cao ñạm như bánh dinh dưỡng, thức ăn vi lượng như viên ña
liếm,… ñể phục vụ cho bò ăn trong mùa chính và trái vụ. Với các loại thức ăn
này việc chế biến và phương thức cho ăn chủ yếu vẫn là cho ăn riêng theo
từng loại.
Việc sử dụng, sản xuất nguồn thức ăn cũng làm tăng hiệu quả cho việc

1


chăn nuôi bò sữa. Người nông dân vẫn quen cho bò ăn quá nhiều thức ăn tinh
trong khi ñó bò chủ yếu cần thức ăn thô (cỏ và các phụ phế phẩm nông nghiệp
khác), do vậy dẫn ñến hiệu quả chăn nuôi thấp.
Theo kết quả nghiên cứu của Trường ðại học Nông lâm TP.HCM, nếu
người chăn nuôi không cho bò ăn ñủ thức ăn thô cần thiết thì bù vào ñó phải
cho bò ăn từ 0,4 ÷ 0,5 kg thức ăn tinh cho mỗi kg sữa. ðiều ñó còn làm cho
bò xáo trộn về tiêu hoá và gây ra hiện tượng huyết toan (acidosis) dẫn ñến bò
bị ñau móng, khó thụ thai,.… ðây cũng là nguyên nhân làm cho mỗi chu kỳ
một con bò sẽ mất khoảng 250 ÷ 500 kg sữa [9].
Một trong những công nghệ chăn nuôi bò tiên tiến, không ñòi hỏi ñầu tư
kỹ thuật cao và phức tạp nhưng ñem lại hiệu quả ngay là việc sử dụng thức ăn
TMR (Total Mixed Ration). ðây là loại thức ăn khẩu phần hỗn hợp hoàn
chỉnh ñã ñược nhiều nước trên thế giới có nghề chăn nuôi bò công nghiệp
phát triển ứng dụng có hiệu quả. Một số cơ sở trong nước kịp thời nắm bắt và
mạnh dạn ứng dụng. Do ñó, người chăn nuôi bò cần cho bò ăn theo khẩu phần
thức ăn hỗn hợp hoàn chỉnh theo quy trình Total Mixed Ration - TMR.
Cho ñến nay, những cơ sở chăn nuôi tập trung của nước ta chủ yếu với
quy mô từ 50 ÷ 100 con. Việc chăn nuôi ñã ñi vào ổn ñịnh, vấn ñề tính toán

hiệu quả chăn nuôi ñã ñược quan tâm và ñặt thành mục tiêu chính, nên các cơ
sở ñã quan tâm ñến việc ứng dụng chăn nuôi theo công nghệ tiên tiến.
Với quy mô này lượng thức ăn cần thiết cho một ngày khoảng 1÷ 2 tấn.
Thực tế ở một số cơ sở như Trung tâm nghiên cứu bò sữa Ba Vì, trại chăn
nuôi bò của Công ty Tây Bắc,… ñã nắm bắt ñược công nghệ chế biến thức ăn
TMR, nhưng phải chế biến thủ công nên năng suất và chất lượng chưa ñáp
ứng ñược nhu cầu. Một số cơ sở chăn nuôi ở Lâm ðồng, Bình Dương,... ñã
phải nhập thiết bị ngoại với giá thành rất cao.

2


Việc mạnh dạn ứng dụng công nghệ tiên tiến vào chăn nuôi bò của các
cơ sở trong nước hiện nay cho thấy nhu cầu ứng dụng và phát triển công nghệ
và kỹ thuật chăn nuôi tiên tiến ñang là một nhu cầu cấp thiết. Với bước ñầu
ứng dụng thành công công nghệ thức ăn TMR ở một số cơ sở chăn nuôi tập
trung quy mô vừa và nhỏ ñã thể hiện tiềm năng phát triển của công nghệ này
trong thời gian tới. Như vậy công nghệ ñã ñi trước một bước, nhưng các khâu
thiết bị phục vụ chế biến vẫn chưa có ñể ñáp ứng, cho thấy tính cấp thiết của
việc nghiên cứu các thiết bị phục vụ công nghệ TMR.
Trong các khâu chế biến thức ăn TMR, khâu trộn có ảnh hưởng quan
trọng nhất ñến chất lượng thức ăn, ñồng thời với phương pháp thủ công không
thể ñạt ñược chất lượng cao theo ñúng nhu cầu kĩ thuật, bởi tính ña dạng, khác
biệt về các ñặc tính cơ lý hoá và tỷ lệ trộn của các thành phần nguyên liệu có
trong khẩu phần thức ăn. Vì vậy, trước hết cần quan tâm nghiên cứu máy trộn
thức ăn TMR.
ðề tài “Nghiên cứu xác ñịnh các thông số chính của máy trộn thức ăn
TMR theo nguyên lý guồng quay năng suất 100 kg/mẻ” ñược ñặt ra nhằm
phục vụ cho việc thiết kế chế tạo mẫu máy trộn thức ăn TMR ñáp ứng nhu
cầu phát triển chăn nuôi bò sữa theo công nghệ tiên tiến, là yêu cầu thực tiễn

của sản xuất.
1.2. ðỐI TƯỢNG, MỤC TIÊU, Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA
LUẬN VĂN

- ðề tài luận văn nhằm nghiên cứu các ñặc tính cơ lý của các thành phần
khác nhau của thức ăn trong chăn nuôi bò sữa, trên cơ sở ñó lựa chọn nguyên
lý và xác ñịnh các thông số thích hợp của máy trộn ñể trộn các thành phần ñó
thành thức ăn tổng hợp. Máy trộn phải ñảm bảo ñạt ñược ñộ ñồng ñều theo
yêu cầu kỹ thuật với năng suất cao và chi phí năng lượng thấp;

3


- Các kết quả nghiên cứu của ñề tài làm cơ sở ñể thiết kế chế tạo, cung
cấp cho sản xuất mẫu máy trộn thức ăn tổng hợp ñạt ñược ñộ ñồng ñều trên
80%, có năng suất 100 kg/mẻ phục vụ cho các cơ sở chăn nuôi bò sữa qui mô
50 ÷ 100 con;
- Việc nghiên cứu ứng dụng nguyên lý trộn các thành phần có tính chất
cơ lý khác nhau bằng guồng trộn ngang và cặp vít tải trộn dọc ngược chiều
nhau là nghiên cứu mới ở trong nước. Tuy nội dung nghiên cứu còn hạn chế,
song kết quả nghiên cứu của luận văn có ý nghĩa khoa học nhất ñịnh. Kết quả
nghiên cứu của luận văn ñã thiết kế chế tạo ñược mẫu máy trộn thức ăn tổng
hợp TMR ñáp ứng ñược các yêu cầu kỹ thuật ñặt ra, có ý nghĩa thực tiễn về
khả năng thiết kế chế tạo trong nước loại máy này phục vụ chăn nuôi bò sữa
theo công nghệ tiên tiến.
1.3. TÓM TẮT NỘI DUNG CỦA LUẬN VĂN

Nội dung của luận văn ñược trình bày trong 5 mục chính.
Mục 1 trình bày tính cấp thiết, ñối tượng, mục tiêu, ý nghĩa khoa học,
thực tiễn và tóm tắt nội dung của luận văn.

Mục 2 trình bày tổng quan về sử dụng thức ăn tổng hợp TMR trong chăn
nuôi bò sữa và tình hình nghiên cứu ứng dụng các loại máy trộn thức ăn tổng
hợp. Trên cơ sở ñó lựa chọn nguyên lý làm việc thích hợp của máy trộn thức
ăn TMR trong ñiều kiện chăn nuôi bò sữa ở Nước ta hiện nay.
Mục 3 xác ñịnh các nội dung và phương pháp nghiên cứu ñể lựa chọn và
xác ñịnh ñược các thông số chính ñể thiết kế, chế tạo và khảo nghiệm mẫu
máy.
Mục 4 trình bày các kết quả nghiên cứu của ñề tài bao gồm:
- Kết quả nghiên cứu một số tính chất cơ lý của vật liệu trộn;

4


- Kết quả nghiên cứu lựa chọn, tính toán lý thuyết và thực nghiệm xác
ñịnh các thông số thiết kế chế tạo mẫu máy trộn.
Mục 5 trình bày kết quả thiết kế chế tạo và khảo nghiệm xác ñịnh các chỉ
tiêu năng suất, chất lượng, chi phí năng lượng và sơ bộ ñánh giá về giá thành
của mẫu máy.
Trên cơ sở các kết quả ñã ñưa ra các kết luận và ñề nghị.

5


2. TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG MÁY TRỘN
THỨC ĂN TỔNG HỢP TMR TRONG CHĂN NUÔI BÒ SỮA
2.1. ðẶC TRƯNG VỀ TIÊU HOÁ THỨC ĂN VÀ CÁC LOẠI THỨC ĂN NUÔI BÒ [8]

2.1.1. ðặc trưng về tiêu hoá thức ăn ở bò
Khác với nhiều loài gia súc, bò thuộc loại nhai lại. Dạ dày của bò bao
gồm bốn túi: dạ cỏ, dạ tổ ong, dạ lá sách và dạ múi khế. Ba túi ñầu ñược gọi

chung là dạ dày trước (không có tuyến tiêu hoá) còn dạ dày múi khế là dạ dày
thực (có tuyến tiêu hoá giống như các ñộng vật dạ dày ñơn). Dạ cỏ có dung
tích rất lớn (khoảng 100 ÷ 150 lít) chiếm tới 80% dung tích của toàn bộ dạ
dày. Dạ cỏ không tiết dịch tiêu hoá mà diễn ra quá trình tiêu hoá nhờ lên men
vi sinh vật. Nhờ hệ vi sinh vật trong dạ cỏ phân giải các chất trong thức ăn
như xenluloza, tinh bột, ñường,... giúp cho quá trình tiêu hoá. Dạ cỏ vận ñộng
yếu, thức ăn ñưa vào liên tục và dừng lại lâu làm vi sinh vật có ñiều kiện tốt
ñể hoạt ñộng. Các chất chứa trong dạ cỏ luôn ở trạng thái bị khuấy ñộng với
nhịp ñộ khoảng 2500 nhịp co bóp mỗi ngày. Hệ thống nhu ñộng này giúp cho
các chất chứa trong dạ cỏ ñược thấm ướt, trộn ñều với vi sinh vật, phân lớp và
di chuyển dần tới các túi tiếp theo của dạ dày. Khoảng từ 5 ñến 15 phút sau
bữa ăn, quá trình nhai lại bắt ñầu. Mỗi miếng thức ăn có khối lượng khoảng
500 gam ñược ợ lên ñể nhai lại. Nhai lại là quá trình nghiền mịn thức ăn, sau
ñó miếng thức ăn ñược nuốt trở lại. Trong thời gian lưu thức ăn ở dạ cỏ, nhờ
sự phân giải của hệ vi sinh vật cùng với quá trình nhai lại làm nhuyễn thức ăn
và giải phóng dần dần các thành phần dinh dưỡng có trong thức ăn. Các thành
phần này tách khỏi cấu trúc xơ, chìm sâu xuống phần dưới của dạ cỏ và ñược
ñẩy tới các túi tiếp theo.

6


2.1.2. Các loại thức ăn nuôi bò sữa
Khẩu phần: khẩu phần là tổ hợp các loại thức ăn cho con vật ñể thoả
mãn nhu cầu về các chất dinh dưỡng trong một ngày ñêm. Khi xây dựng khẩu
phần cho bò sữa cần phải ñảm bảo các nguyên tắc:
- ðáp ứng ñầy ñủ và cân ñối các chất dinh dưỡng;
- Khối lượng và dung tích khẩu phần phải phù hợp với bộ máy tiêu hoá;
- Khẩu phần phải ngon ñể gia súc ăn hết;
- Khẩu phần phải rẻ ñể ñảm bảo hiệu quả kinh tế.

Từ ñặc ñiểm về tiêu hoá thức ăn ở bò sữa và các nguyên tắc xây dựng
khẩu phần, các loại thức ăn chủ yểu ở bò sữa là:
- Thức ăn thô: thường là cỏ tự nhiên, rơm lúa, thân cây ngô, cây ngô ủ
chua,.... Thành phần này thường chiếm tới trên 80% khẩu phần.
Với bò ñang tiết sữa, khối lượng thức ăn thô trong khẩu phần trong
khoảng 25 ÷ 30 kg;
- Thức ăn tinh: thường là hỗn hợp bột ngô, bột sắn, cám gạo, bột ñậu
tương, bột cá, bột xương với khối lượng trong khẩu phần khoảng 1 ÷ 1,5 kg;
- Thức ăn bổ sung khác: thường là rỉ mật, rỉ mật + u rê với khối lượng
trong khẩu phần khoảng 1,5 ÷ 2 kg.
Các loại thành phần thức ăn trên có tính chất cơ lý rất khác nhau. Các loại
thức ăn thô có kích thước lớn, nhiều xơ và có ñộ ẩm khác nhau trong khi ñó
các loại thức ăn tinh thường ở dạnh bột khô.
2.2. ỨNG DỤNG THỨC ĂN TỔNG HỢP TMR TRONG CHĂN NUÔI BÒ SỮA

2.2.1. Các phương pháp cung cấp thức ăn cho bò sữa [10], [14], [15], [18]
Hiện nay trên thế giới sử dụng 3 phương pháp chủ yếu cung cấp thức ăn
cho bò sữa:

7


a) Cho bò ăn riêng thức ăn tinh (separate concentrate Feeding - SCF)
ðây là phương pháp cho bò ăn truyền thống từ trước ñến nay. Phương
pháp này chủ yếu cho ăn thức ăn tinh riêng biệt với thức ăn thô, cho ăn thức
ăn tinh theo nhu cầu của từng cá thể bò, còn thức ăn thô cho ăn tự do.
Ưu ñiểm:
- Không phải chế biến (hỗn hợp thức ăn tinh - thô);
- ðáp ứng ñược nhu cầu dinh dưỡng của từng cá thể bò.
Nhược ñiểm:

- Thức ăn tinh ñi qua ñường tiêu hoá nhanh, bò không kịp tiêu hoá;
- Không tạo ñược môi trường thuận lợi cho bộ máy tiêu hoá và hệ thống
vi sinh vật trong bộ máy tiêu hoá của bò hoạt ñộng có hiệu quả cao.
b) Cho bò ăn khẩu phần hỗn hợp ñầy ñủ (Total Mixed Ration - TMR)
TMR là một cơ sở chính ñiều chỉnh chất lượng thành phần thức ăn có
ảnh hưởng trực tiếp tới gia súc. Bằng cách giảm bớt kích thước hạt thức ăn
thô, có thể kết hợp chúng với các thành phần thức ăn ñã ñược chế biến khác
ñể có ñược các ñặc tính khẩu phần ñồng nhất. Khi các ñiều kiện này ñạt ñược,
về mặt kỹ thuật có thể có ñược tính ổn ñịnh trong mỗi viên thức ăn và mỗi
miếng thức ăn. ðiều này trở nên cực kỳ quan trọng trong việc ñạt ñược môi
trường gần “trạng thái cân bằng” ñể nuôi dưỡng các chức năng vi sinh vật
trong dạ cỏ của bò sữa.
Ưu ñiểm:
- Cung cấp liên tục và ổn ñịnh ñược hỗn hợp thức ăn hoàn chỉnh, có ñầy
ñủ thức ăn thô và tinh, ñầy ñủ chất dinh dưỡng: năng lượng, protein,... thích
hợp với sinh lý tiêu hoá của bò, góp phần ổn ñịnh ñộ pH dạ cỏ, tăng tỉ lệ tiêu
hoá và hấp thu thức ăn, cải thiện thể trạng và tăng năng suất sữa cho bò;

8


- Làm cho bò ăn ñược tất cả các loại thức ăn chế biến, bò không thể chỉ
ăn thức ăn mà chúng thích ăn và loại bỏ thức ăn mà chúng không thích. Từ ñó
có thể tận dụng ñược các loại thức ăn khác nhau, kể cả các phụ phế phẩm
nông nghiệp.
Nhược ñiểm:
- Phải tổ chức chế biến (hỗn hợp thức ăn tinh - thô);
- Không ñáp ứng ñược nhu cầu dinh dưỡng cho từng cá thể bò, ñặc biệt
là bò cao sản hay bò gầy yếu.
c) Cho ăn khẩu phần hỗn hợp một phần (Partly Mixed Ration - PMR)

ðây là phương pháp kết hợp 2 phương pháp SCF và TMR: toàn bộ ñàn
bò ñược ăn khẩu phần hỗn hợp ñầy ñủ (TMR), nhưng các con bò cá biệt (cao
sản, gầy yếu,...) ñược bổ sung thức ăn tinh riêng biệt (SCF).
Phương pháp PMR phát huy ñược các ưu ñiểm của phương pháp TMR
và khắc phục ñược một phần nhược ñiểm của phương pháp TMR.
Việc ứng dụng một loại thức ăn mới, tiên tiến vào phục vụ chăn nuôi
không chỉ ñơn thuần nắm bắt công nghệ chế biến, mà phải có các phương tiện
phục vụ chế biến mới ñảm bảo cho hiệu suất cao nhất của công nghệ.
Muốn áp dụng phương pháp TMR và PMR tối thiểu cần phải có các thiết
bị sau:
- Máy thái thức ăn thô tươi (cỏ) và khô (rơm);
- Máy trộn thức ăn tinh và thức ăn thô.
2.2.2. Yêu cầu công nghệ chế biến thức ăn tổng hợp TMR [3], [17]
Thành phần thức ăn tổng hợp TMR: thức ăn thô chiếm tới 80% (bao gồm
cỏ tươi, rơm - cỏ khô, thức ăn ủ chua,...), thức ăn tinh (cám tổng hợp), các
chất bổ sung như (hèm bia, rỉ mật,...).

9


Như ñã trình bầy ở phần trên, thành phần thức ăn tông hợp cho bò sữa
bao gồm thức ăn thô, thức ăn tinh và các chất bổ sung. Trong thức ăn tổng
hợp TMR yêu cầu các thành phần này ñược trộn ñều ñể cung cấp cho bò ăn
ñồng thời các thành phần trong khẩu phần. Yêu cầu ñộ trộn ñều >80%.

Hình 2.1 Mẫu thức ăn tổng hợp TMR

Các công ñoạn chính ñể chế biến thức ăn TMR như sau:
- Sơ chế thức ăn thô: Trong mùa chính vụ cỏ tươi, thân cây ngô, ngọn
mía và rơm tươi ñược vò nát, thái thành ñoạn có chiều dài 3 ÷ 7 cm. Việc thái

và làm dập ñược kết hợp trên cùng một công ñoạn. Mùa trái vụ, nguyên liệu
thô khô ñược cắt thành các ñoạn có chiều dài 3 ÷ 7 cm. Công việc này ñược
thực hiện bằng các máy thái.
- ðịnh lượng: các loại thức ăn: thô, tinh và chất dinh dưỡng bổ sung ñược
ñịnh lượng theo tỷ lệ trong khẩu phần thức ăn của mỗi bữa và phù hợp với năng
suất của thiết bị.
- Phối trộn: các thành phần ñược ñịnh lượng sẽ ñược phối trộn trong thời
gian cần thiết ñể ñảm bảo ñộ trộn ñều trên 80% và tạo ra thức ăn tổng hợp TMR
(hình 2.1).
- Phân phối: Thiết bị trộn ñược phối hợp làm chức năng phân phối thức ăn
vào máng ăn cho bò bằng thiết bị trộn và phân phối thức ăn tự hành. Với các máy
trộn tĩnh tại việc phân phối thức ăn ñược thực hiện bằng phương pháp thủ công.

10


2.3. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG MÁY TRỘN TMR

2.3.1. Tình hình nghiên cứu sử dụng máy trộn TMR trên thế giới [16]
ðối với nhiều nước trên thế giới, ñặc biệt là những khu vực công nghiệp
phát triển như Tây Âu, Bắc Mỹ, Úc hay các nước có nền sản xuất chăn nuôi
hiện ñại như Israel từ lâu người ta ñã ứng dụng công nghệ TMR trong lĩnh
vực chăn nuôi bò. Có rất nhiều kiểu máy trộn TMR phục vụ chăn nuôi của
các Công ty nổi tiếng như: Kuhn Knight, Patz, Berg của Mỹ hay Renn của
Canada. Nhìn chung các máy trộn thức ăn TMR sử dụng một trong những
kiểu sau:
- Trục vít nằm ngang;
- Trục vít ñứng;
- Guồng quay kết hợp với vít nằm ngang;
- Thùng quay có cánh ñảo.

a) Máy trộn kiểu trục vít nằm ngang (hình 2.2)
Những máy trộn này có 2, 3 hoặc 4 trục vít ñể trộn thức ăn (2 ÷ 4 vít).
Các trục vít nằm ngang ñảo trộn và dịch chuyển thức ăn từ ñầu ñến cuối
buồng trộn. Với các máy trộn ña vít xoắn, tác dụng trộn xuất hiện khi một
hoặc hai vít xoắn quay ngược chiều, chuyển dịch thức ăn ngược chiều với
(các) vít xoắn liền kề. Ngoài ra máy còn một vít tải ngang ñể ñảo trộn và
chuyển thức ăn ra cửa xả.
Máy trộn loại này có kích thước lớn thường trộn mẻ trộn từ 5÷20m3. Các
vít tải có kích thước từ 300 ÷ 500 mm, quay với tốc ñộ từ 40 ÷ 80 v/ph. ðể rải
ñều thức ăn vào máng, ở cửa ra còn lắp thêm một vít tải nhỏ. Vít này quay với
tốc ñộ thấp từ 4 ÷ 10 v/ph.

11


Bắt ñầu quá trình nạp liệu với các thành phần chiếm tỷ lệ lớn, sau ñó là
các thành phần có tỷ lệ nhỏ. Nếu cỏ khô có kích thước dài thì máy trộn xử lý
không tốt, thường bị quấn quanh trục vít. Một số máy có lắp thêm các dao
trên cánh vít ñể cắt hoặc xé các cây cỏ khô có thân dài. Phần dao cắt gắn với
trục xoắn có thể cắt hoặc xé cọng cỏ - rơm dài thành những mảnh dài 6 ÷ 8 cm.
[

Hình 2.2 Máy trộn TMR kiểu trục vít nằm ngang (Kuhn Knight-USA)

Chạy máy liên tục trong khi nạp liệu. Trộn trong vòng 2 ÷ 8 phút sau khi
tất cả các thành phần ñược cho vào. Các thành phần khô như ngũ cốc, protein
và khoáng có thể hoạt ñộng như chất bôi trơn ñể trợ giúp quá trình trộn, trong
khi cỏ khô, baleage, rỉ ñường lỏng, và nước có thể gây bết, tắc kẹt.
Ưu ñiểm chính của loại này là chi phí năng lượng trộn thấp tuy nhiên nều
thành phần trộn có ñộ ẩm cao thì hay bị tắc, kẹt.

b) Máy trộn kiểu trục vít ñứng có cạnh sắc (hình 2.3)
Loại này có thùng chứa với một vít xoắn trung tâm ñơn (dạng vít xoắn
hình côn) hoặc hai vít có lắp các cánh dao nhọn. ðường kính vít thường từ
500 ÷ 600 mm.Vít xoắn trung tâm ñược truyền ñộng bằng hộp số, phần dao
cắt gắn trên trục xoắn trung tâm và phần kéo, cắt di ñộng cùng các tấm giới
hạn trên thành buồng có tác dụng giảm kích thước cỏ - rơm khô.

12


Máy trộn vít xoắn trục ñứng dựa vào trọng lượng ñể ñảo thức ăn xuống
ñáy máy trộn. Cỏ ñược ñưa vào ban ñầu ñể trộn, chất lượng cỏ càng kém càng
cần ñưa vào sớm. Nếu cỏ ñưa vào sau sẽ nổi lên trên. Với cỏ khô cọng dài
ñược ñưa vào máy từ 3 ñến 4 phút ñể cắt nhỏ khối cỏ, sau ñó tiếp tục nạp các
thành phần khác vào và trộn tiếp trong vòng 3 ÷ 4 phút.

Hình 2.3 Máy trộn TMR kiểu vít trục ñứng (Renn-Canada)

Ưu ñiểm: Các máy trộn kiểu này có thể trộn ñược các khẩu phần ăn tổng
hợp với tất cả các thành phần thô ñều là cỏ khô. Máy trộn ñứng có thể xử lý
những kiện cỏ tròn lớn (cắt thái cỏ khô ngay trên máy).
Tuy nhiên máy rất cồng kềnh và chi phí năng lượng cao hơn các loại máy
trộn TMR khác.
c) Máy trộn kiểu guồng quay kết hợp với vít tải nằm ngang (hình 2.4)
Loại máy trộn này có bộ phận làm việc chủ yếu là một guồng quay kết
hợp với hai trục vít. Guồng quay làm nhiệm vụ ñảo trộn theo phương vuông
góc còn hai trục vít ñảo trộn và vận chuyển nguyên liệu theo phương dọc trục.
Cánh vít có lắp dao giống như loại trộn trục vít nằm ngang. ðường kính vít từ

13

300 ÷ 500 mm, quay với tốc ñộ từ 120 ÷ 150 v/ph. ðường kính guồng trộn
thường lớn gấp 3 ÷ 3,5 lần ñường kính vít tải và có số vòng quay 40 ÷ 80
v/ph. Máy trộn loại này có kích thước lớn, mẻ trộn có thể ñến 20 m3 và
thường là máy di ñộng lắp sau máy kéo. Giống như kiểu máy trộn trục vít
nằm ngang, vít tải có tác dụng ñảo trộn và thoát liệu (cửa bên). ðể tăng khả
năng rải thức ăn người ta còn lắp thêm một vít tải nhỏ ở cửa ra. Vít này quay
với tốc ñộ thấp từ 4 ÷ 10 v/ph.

Hình 2.4 Máy trộn TMR kiểu guồng quay kết hợp vít tải (Kuhn Knight-USA)

Hệ thống trộn quay nâng nguyên liệu qua ñiểm ñệm ở mặt dưới của cánh
vít nhằm giảm thiểu lượng cỏ và các thành phần có kích thước dài ñệm dưới
cánh vít. Loại này hạn chế ñược việc kẹt liệu ñối với thành phần trộn có ñộ
ẩm tương ñối cao (rỉ mật, hèm bia). Thời gian trộn ít hơn so với loại vít trộn
nằm ngang.
Kết cấu của máy trộn kiểu guồng quay kết hợp với trục vít tải ñơn giản
hơn so với loại vít tải nằm ngang. Tuy nhiên chi phí năng lượng cao hơn. Bộ
phận guồng quay lắp thêm các lò xo trên các tay gạt ñể tránh hiện tượng bị kẹt
khi vật liệu tạo thành lớp (do các thanh gạt nằm ngang có tác dụng như chổi
quét và hất tung vật liệu lên).

14


d) Máy trộn kiểu thùng quay hoặc thùng quay kết hợp với cánh ñảo (hình 2.5)
Loại máy trộn kiểu thùng quay sử dụng các ñường xoắn ốc trong lòng
trống quay ñể trộn nguyên liệu. Quá trình ñưa nguyên liệu vào và ra ở các cửa
khác nhau.

Các thức ăn dạng lỏng ñược cho vào ñầu tiên, sau ñó là các thành phần
có lượng nhỏ. Máy trộn nên ñược vận hành ở vận tốc thấp. Trộn thêm khoảng
3 ÷ 4 phút sau khi thành phần cuối cùng ñược cho vào.
Máy trộn thùng quay kết hợp với vít ở tâm ñể ñảo nguyên liệu, ñưa về
phía trước máy trộn ñể sau ñó trộn lại hoặc chuyển tới cửa ra. Cỏ khô cũng
cần ñược cắt ngắn khoảng 2 ÷ 10 cm trước khi trộn.

H ình 2.5 Máy trộn kiểu thùng quay (Berg -USA )

Những máy này ñòi hỏi chi phí năng lượng ít hơn so với loại máy trộn
kiểu cánh vít và kiểu guồng quay có cùng năng suất. Tuy nhiên kích thước
máy lớn, cồng kềnh không thuận tiện cho việc rải thức ăn sau khi trộn.
2.3.2. Tình hình ứng dụng máy thái thức ăn thô và máy trộn TMR
trong nước [4], [10], [11]
Việc ñưa công nghệ tiên tiến vào phục vụ chăn nuôi bò là hữu ích,
nhưng cần có sự phát triển ñồng bộ về công nghệ và thiết bị mới ñạt ñược
hiệu quả sử dụng công nghệ mới trong chăn nuôi.

15