Nghiên cứu một số thông số ảnh hưởng tới quá trình ép viên thức ăn nổi cho cá năng suất 300 kg
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.21 MB, 114 trang )
Bộ giáo dục và đào tạo
trờng đại học nông nghiệp i
---------
---------
lê văn ninh
Nghiên cứu một số thông số ảnh hởng tới quá trình
ép viên thức ăn nổi cho cá năng suất 300/kg
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật
Chuyên ngành: kỹ thuật máy
Mó s: 60.52.14
Ngời hớng dẫn khoa học: GS.TS. Phạm xuân vợng
Hà nội - 2007
LỜI CAM ðOAN
T«i xin cam ñoan rằng những số liệu và kết quả nghiªn cứu trong luận
văn này là trung thực và chưa ñược sử dụng ñể bảo vệ một học vị nào.
T«i xin cam ñoan rằng mọi sự gióp ñỡ cho việc thực hiện luận văn này
ñã ñược c¶m ơn và c¸c th«ng tin trÝch dẫn trong luận văn này ñều ñ ñược chỉ
râ nguồn gốc.
T¸c giả
Lª V¨n Ninh
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn Thạc sỹ khoa học kỹ thuật --------------------------------
i
LI CM N
Trong quá trình hc tp v nghiên cu ti lp Cao hc khoá 14 chuyên
ngnh C khí hóa v thit b nông-lâm nghip Trng i hc Nông nghip I
H Ni, tôi đ nhn ủc s giúp ủ, ging dy nhit tình ca các thy giáo,
cô giáo trong trng. Nhân dp ny tôi xin ủc by t li cm n chân thnh
ti các thy giáo, cô giáo trong trng.
Tôi xin by t lòng cm n sâu sc ti gia ủình v Giáo s Tin s Phm
Xuân Vng, ngi ủ tn tình hng dn, giúp ủ tôi hon thnh ủ ti
nghiên cu ny.
Tôi xin chân thnh cm n B môn Máy Nông nghip Khoa C in
Trng i hc Nông nghip I H Ni ủ giúp ủ tôi trong quá trình nghiên
cu thc hin ủ ti.
Tôi xin chân thnh cm n Tiến sĩ Nguyễn Tờng Vân viện trởng
Vin Nghiên Cu Thit K Ch To Máy Nông Nghip cùng các đồng nghiệp
ủ ủng viên giúp ủ tôi trong quá trình nghiên cu thc hin ủ ti.
Trong quá trình thc hin ủ ti bn thân ủ có nhiu c gng, song
không th tránh khi thiu sót. Rt mong tip tc nhn ủc s ủóng góp ý
kin ca các thy cô giáo v các ủng nghip ủi vi ủ ti nghiên cu ca tôi
ủ ủ ti ủc hon thin hn.
Tác gi
Lê Văn Ninh
Trng i hc Nụng nghip H Ni - Lun vn Thc s khoa hc k thut --------------------------------
ii
MC LC
Trang
Li cam ủoan.. ..i
Li cm n.. .....ii
Mc lc... iii
Danh mục các chữ viết tắt... iii
Danh mc các bng..... vi
Danh mc các hình. ...vii
M ủu.. .1
1. Tính cấp thiết của đề tài
1
2. Đối tợng, mục tiêu, ý nghĩa khoa học và thực tiễn đề tài
3
3. Nội dung nghiên cứu
3
Chơng 1. Tng quan nghiên cu máy ép viên
5
1.1. Tm quan trng ca vic nghiên cu thit k ch to máy ép viên
thức ăn nổi cho cá
5
1.1.1. Tình hình nuôi trng thu sn trên th gii
5
1.1.2. Tình hình nuôi trng thy sn Vit Nam
10
1.1.3.D báo tình hình tiêu th thy sn trên th gii v Vit Nam
14
1.2. Quy trình công nghệ chế biến thức ăn cho nuôi trồng thuỷ sản
18
1.2.1. Các loại thức ăn cho nuôi trồng thuỷ sản
18
1.2.2. Quy trình công nghệ sản xuất thức ăn cho thuỷ sản
20
1.3.Tình hình nghiên cu v ng dng máy ép viên trong sản xuất thức
ăn nổi trong và ngoài nớc
22
1.3.1. Tình hình nghiên cứu ở ngoài nớc
22
1.3.2. Tình hình nghiên cứu ở trong nớc
25
1.3.3. Máy ép vít - u nhợc điểm và phạm vi ứng dụng
25
1.3.4. Tính năng u việt của kỹ thuật ép vít
26
Trng i hc Nụng nghip H Ni - Lun vn Thc s khoa hc k thut --------------------------------
iii
1.3.5. Nguyên lý làm việc của máy ép vít
26
1.3.6. Kết cấu chủ yếu của kỹ thuật ép vít
28
1.4. Mục đích và nhiệm vụ nghiên cứu
36
1.4.1. Mục đích nghiên cứu
36
1.4.2. Nhiệm vụ nghiên cứu
36
Chơng 2. i tng v phng pháp nghiên cu
37
2.1. i tng nghiên cu
37
2.2. Phng pháp nghiên cu
38
2.2.1 Phng pháp nghiên cu lý thuyt.
38
2.2.2.Phng pháp nghiên cu thc nghim đơn yếu tố
38
2.2.3. Phng pháp đo đạc gia công số liệu
39
2.2.3.1. Phng pháp xác ủnh năng suất ép
39
2.2.3.2. Phng pháp xác định mẫu m của sản phẩm
39
2.2.3.3. Phng pháp xử lý số liệu thực nghiệm
40
2.2.3.4. Phơng pháp gia công số liệu thực nghiệm
40
Chơng 3. Nghiên cứu tính toán máy ép viên
43
3.1. Lý thuyết của quá trình nén ép vật thể
43
3.1.1. Khái niệm
43
3.1.2. Cơ sở hoá lý của quá trình ép vật liệu hạt và xơ
43
3.1.3. Lý thuyết phân tử
44
3.1.4. Phơng trình ép cơ bản
46
3.2. Nghiên cứu lý thuyết ép vít
48
3.2.1. Lực tác động lên phần tử bột nhào
48
3.2.2. Quá trình dịch chuyển của bột nhào trong buồng vít
50
3.2.3. Góc nâng cánh vít-vận tốc dịch chuyển bột nhào trong buồng vít
52
3.2.3.1. Góc nâng cánh vít
52
3.2.3.2. Vận tốc dịch chuyển của bột nhào trong buồng vít
57
Trng i hc Nụng nghip H Ni - Lun vn Thc s khoa hc k thut --------------------------------
iv
3.2.4. Năng suất vận chuyển của máy ép vít
60
3.2.4.1. Năng suất vận chuyển lý thuyết
60
3.2.4.2. Năng suất thực tế của máy
60
3.3. Cơ sở khoa học của quá trình tạo viên thức ăn cho cá
62
3.3.1. Cơ sở vật lý của quá trình ép tạo viên
62
3.3.2. Chuyển động của bột nhào trong lỗ khuôn
63
3.4. Nhiệt độ nhào trong buồng ép
67
3.5. Công suất trên trục vít
68
3.6. Ma sát trong buồng ép
71
3.7. Các giả thiết tính toán
72
Chơng 4. Kết quả nghiên cứu khảo nghiệm
78
4.1. Máy, nguyên liệu và dụng cụ thí nghiệm
78
4.1.1.Thiết kế mẫu máy thí nghiệm
78
4.1.2. Nguyên liệu thí nghiệm
79
4.2. Mối quan hệ giữa chiều sâu bớc vít tại đầu ra đến năng suất và độ
80
nổi của sản phẩm
4.2.1. ảnh hởng của chiều sâu bớc vít tại đầu ra đến năng suất N
80
(kg/h)
4.2.2. ảnh hởng của chiều sâu bớc vít tại đầu ra đến độ nổi của viên
82
z(%)
4.3. Mi quan h giữa bớc vít trên đoạn ép của trục vít đến năng suất
và độ nổi của viên.
85
4.3.1. nh hng ca bớc xoắn trên đoạn ép của trục vít ủn nng sut
N (kg/h)
4.3.2. nh hng ca bớc vít trên trục vít đến độ nổi của viên z(%)
85
87
4.4. Mi quan h giữa độ ẩm nguyên liệu đến năng suất và độ nổi của
viên.
Trng i hc Nụng nghip H Ni - Lun vn Thc s khoa hc k thut --------------------------------
90
v
4.4.1. Ảnh hưởng của ®é Èm nguyªn liÖu ñến năng suất N (kg/h)
90
4.4.2. Ảnh hưởng của ®é Èm nguyªn liÖu tíi ®é næi cña viªn z(%):
93
Kết luận và kiÕn nghị
98
Tài liệu tham khảo
99
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn Thạc sỹ khoa học kỹ thuật --------------------------------
vi
CáC Ký HIệU VIếT TắT
TT
Ký hiệu
Tên gọi
Thứ
nguyên
1
NTTS
2
ATVSTS An toàn vệ sinh thuỷ sản
3
FAO
Tổ chức lơng thực thế giới
4
XKTS
Xuất khẩu thuỷ sản
5
TMTS
Thơng mại thuỷ sản
6
h
Chiều sâu bớc xoắn tại đầu ra
m
7
S
Bớc xoắn trên đoạn ép của trục vít
m
8
Độ ẩm nguyên liệu vào
%
9
Q
Năng suất máy
kg/h
10
z
Độ nổi của viên
%
11
m
Khối lợng viên đo đợc sau khi sấy
kg
12
t
Thời gian ép đo đợc
h
14
x1
x2
Nuôi trồng thuỷ sản
Các giá trị đo đạc
xn
15
x
Giá trị trung bình
16
Phơng sai quân phơng của phép đo
17
z
Độ tin cậy theo phân phối chuẩn
18
Y
Hàm mục tiêu
20
Syt2
Phơng sai yếu tố
21
S2tn
Phơng sai thí nghiệm
22
Wo
Công sau một vòng quay của trục vít
Nm
23
N
Công suất động cơ
kW
Trng i hc Nụng nghip H Ni - Lun vn Thc s khoa hc k thut --------------------------------
vii
24
F
Tiêu chuẩn Fisher
25
Tỉ số nén ép
26
V
Thể tích của nguyên liệu trớc khi ép
m3
27
Vk
Thể tích của nguyên liệu sau khi ép
m3
28
0
Khối lợng riêng của nguyên liệu trớc khi ép
kg/m3
29
Khối lợng riêng của nguyên liệu sau khi ép
kg/m3
30
p
áp suất
N/m2
31
a,b,C
Hệ số phơng trình
32
P
Lực toàn phần tác động lên tiết diện ngang của
trục vít
N
33
L
Chiều dài buồng ép
m
34
S
Diện tích mặt cắt ngang
m
35
M
Khối lợng của khối nguyên liệu
kg
36
H
Khoảng cách dịch chuyển của píttông
m
37
T1
Lực tiếp tuyến trong buồng ép của khối bột m1
N
38
RT1
Phản lực của T1
N
39
A1
Lực đẩy dọc của trục vít lên khối bột nhào m1
N
40
RA1
Phản lực của A1
N
41
T2
Lực tiếp tuyến trong buồng ép của khối bột m2
N
42
RT2
Phản lực của T2
N
43
A2
Lực đẩy dọc của trục vít lên khối bột nhào m2
N
44
h
Chiều cao cánh vít
m
45
R1
Bán kính ngoài của trục vít
m
46
R2
Bán kính trong của trục vít
m
47
D
Đờng kính ngoài của trục vít (2R2)
m
48
d
Đờng kính trong của trục vít (2R1)
m
49
Góc nâng cánh vít tại đờng kính trung bình
rad
Trng i hc Nụng nghip H Ni - Lun vn Thc s khoa hc k thut --------------------------------
viii
50
NT
Thành phần lực tiếp tuyến với bề mặt cánh vít
N
51
Fms
Lực ma sát của khối bột nhào với cánh vít
N
52
Góc ma sát
rad
53
pe
áp suất ép cuối trục vít
54
f
Hệ số ma sát
55
dlv
Đờng kính làm việc
m
56
lv
Góc nâng làm việc
rad
57
hlv
Chiều cao làm việc
m
58
1
Góc nâng cánh vít tại đờng kính trong
rad
59
2
Góc nâng cánh vít tại đờng kính ngoài
rad
60
Vận tốc quay của trục vít
1/s
61
bn
Vận tốc quay của phần tử bột nhào
1/s
62
q
Vận tốc quay của phần tử bột nhào so với buồng
1/s
N/m2
vít (xilanh)
63
2
Khối lợng thể tích của khối bột nhào khi ép chặt
kg/m3
64
Qtt
Năng xuất thực tế của máy
kg/h
65
Fb
Diện tích tiết diện ngang của vít ép
m2
66
vn
Vận tốc dịch chuyển dọc trục của bột nhào trong
m/s
buồng ép
67
vq
Vận tốc quay tơng đối của khối bột nhào so với
m/s
thành buồng ép
68
vt
Vận tốc trợt của khối bột trên r nh vít
m/s
69
v0
Vận tốc quay tơng đối của bột so với trục vít
m/s
70
vn0
Vận tốc dịch chuyển dọc trục khi không có trợt
m/s
71
Hệ số trợt
72
Qlt
Năng suất lý thuyết của máy
73
Qv
Công cần thiết sau một vòng quay của trục vít
kg/h
N
Trng i hc Nụng nghip H Ni - Lun vn Thc s khoa hc k thut --------------------------------
ix
m3/s
74
Q
Lu lợng khối bột nhào qua lỗ khuôn
75
n
Số vòng quay của trục vít
76
b1
Bề dày cánh vít tại đờng kính trong của trục vít
m
77
b2
Bề dày cánh vít tại đờng kính ngoài của trục vít
m
78
r
Hệ số rút bớt trong quá trình nén ép
79
Hệ số vận chuyển nguyên liệu
80
p
Tổn hao áp suất bột nhào trong bầu ép
N/m2
81
P1
Lực đẩy bột nhào chuyển động dọc ống
N
Vòng/ph
Trng i hc Nụng nghip H Ni - Lun vn Thc s khoa hc k thut --------------------------------
x
DANH MC CC BNG
Số bảng
Tên bảng
Trang
Bng 1.1.Tổng sản lợng thủy sản trên thế giới 1998-2003
5
Bng 1.2. Tổng sản lợng thủy sản, sản lợng NTTS và diện tích NTTS
giai đoạn 2000-2004
10
Bng 1.3. Tỷ lệ sản lợng và diện tích các đối tợng thủy sản nuôi trồng
(năm 2004)
11
Bng 1.4. Kim ngạch xuất khẩu của Việt Nam qua các thời kỳ
13
Bng 1.5. Dự báo tiêu thụ thủy sản trên thế giới đến 2010
15
Bng 1.6. Chỉ tiêu kế hoạch 5 năm 2006-2010
17
Bng 4.1. Kết quả thí nghiệm giữa chiều sâu bớc vít đến năng suất
80
Bng 4.2. Kết quả thí nghiệm giữa chiều sâu bớc vít đến độ nổi của sản
82
phẩm
Bng 4.3. Kết quả thí nghiệm giữa chiều sâu bớc vít đến năng suất và
độ nổi của sản phẩm
83
Bng 4.4. Kết quả thí nghiệm ảnh hởng ca bớc xoắn trên đoạn ép của
trục vít đến năng suất N
85
Bng 4.5. Kết quả thí nghiệm ảnh hởng ca bớc vít trên trục vít đến độ
nổi của viên
87
Bng 4.6. Kết quả thí nghiệm giữa bớc vít trên đoạn ép đến năng suất
và độ nổi của sản phẩm
89
Bảng 4.7 Kết quả thí nghiệm ảnh hng ca độ ẩm nguyên liệu đến
năng sut
91
Bảng 4.8. Kết quả thí nghiệm ảnh hởng của độ ẩm nguyên liệu tới độ
nổi của viên
93
Bng 4.9 Kết quả thí nghiệm ảnh hởng của độ ẩm nguyên liệu đến
năng suất và độ nổi của viên.
Trng i hc Nụng nghip H Ni - Lun vn Thc s khoa hc k thut --------------------------------
95
xi
DANH MụC CáC HìNH
Số hình
Tên hình
Trang
Hình 1.1. Sản lợng thuỷ sản trên thế giới
6
Hình 1.2. Mức tăng trởng sản lợng NTTS trên thế giới
6
Hình 1.3. Sản lợng NTTS theo môi trờng năm 2002
6
Hình 1.4. Tổng giá trị thơng mại thuỷ sản nuôi trên thế giới
8
Hình 1.5. Xuất khẩu thuỷ sản trên thế giới
8
Hình 1.6. Giá trị xuất khẩu từ NTTS
13
Hình 1.7. Sơ đồ nguyên lý ép lô
21
Hình 1.8. Sơ đồ nguyên lý ép vít
22
Hình 1.9. Máy ép trục vít
23
Hình 1.10. Sơ đồ cấu tạo buồng ép hai trục vít
24
Hình 1.11. Sơ đồ máy ép trục vít
27
Hình 1.12. Sơ đồ máy ép viên liên tục kiểu vít xoắn
28
Hình 1.13. Sơ đồ máy ép một trục vít
33
Hình 1.14. Kiểu máy ép có hai trục vít
33
Hình 2.1. Sơ đồ cấu tạo máy ép viên thức ăn cho cá
37
Hình 3.1. Độ bền lý thuyết và đặc tính liên kết phụ thuộc vào kích thớc
các phân tử
44
Hình 3.2. S ủ ép nguyên liệu trong buồng kín
47
Hình 3.3. Sự tác động của vít xoắn lên phần tử bột nhào
49
Hình 3.4. Các vùng làm việc của máy ép vít
50
Hình 3.5. Sơ đồ lực cánh vít tác động vào khối bột nhào
53
Hình 3.6. Sơ đồ lực tác dụng lên khối bột nhào khi ép
53
Hình 3.7. S chuyn động của khối bột nhào về phía đĩa tạo hình
56
Hình 3.8. Đa giác vận tốc biểu diễn sự dịch chuyển của khối bột trong
buồng vít
Trng i hc Nụng nghip H Ni - Lun vn Thc s khoa hc k thut --------------------------------
58
xii
Hình 3.9. Sơ đồ lực tác dụng lên phần tử bột nhào trong lỗ khuôn
64
Hình 3.10. Ruột vít của máy ép viên
73
Hình 3.11. Vỏ vít của máy ép viên
73
Hình 3.12. Máy ép trục vít thí nghiệm
74
Hình 3.13. Kết cấu lắp ghép của trục vít
74
Hình 4.1. Máy ép viên thức ăn nổi cho cá năng suất 300kg/h
79
Hình 4.2. ảnh hởng của chiều sâu bớc xoắn tới năng suất và độ nổi
của viên
84
Hình 4.3. ảnh hởng của bớc vít trên đoạn ép của trục vít tới năng suất
và độ nổi của viên
89
Hình 4.4. ảnh hởng của của độ ẩm nguyên liệu tới năng suất và độ nổi
của viên
Hình 4.5. Sản phẩm ép sau khi đ qua sấy
Trng i hc Nụng nghip H Ni - Lun vn Thc s khoa hc k thut --------------------------------
95
97
xiii
Mở đầu
1. Tính cấp thiết của đề tài
Trong thời gian qua, ngành thủy sản đ có bớc phát triển mạnh mẽ trở
thành ngành kinh tế mũi nhọn của nhiều quốc gia và là nguồn cung cấp thực
phẩm quan trọng cho cộng đồng dân c trên thế giới. Từ một ngành thủy sản
lấy việc khai thác chủ yếu dựa vào nguồn tài nguyên thủy, hải sản là chính giờ
đây đ dần phát triển theo hớng sản xuất (nuôi trồng) và khai thác, nâng cao
sản lợng, đóng góp vào sự phát triển của nền kinh tế. Chỉ tính trong giai đoạn
10 năm từ 1993- 2003, trong khi sản lợng khai thác tự nhiên hầu nh đứng
yên, (chỉ tăng 1.2%) thì sản lợng nuôi trồng thủy sản (NTTS) tăng mỗi năm
lên tới 9,4%. Năm 2003, tỷ lệ của NTTS trong số tổng sản lợng thủy sản thế
giới tăng 31,7%. Tỷ lệ thủy sản làm thức ăn cho ngời chiếm 76% tổng sản
lợng thủy sản toàn thế giới (theo số liệu 2002 là 100,7 triệu tấn) chiếm
khoảng 20% lợng protein từ động vật trong khẩu phần ăn của con ngời,
24% còn lại (32 triệu tấn) dùng để chế biến bột cá, dầu cá và một số mặt hàng
phi thực phẩm khác [1].
Để đáp ứng cho tốc độ phát triển của mình, ngành thuỷ sản thế giới cần
có một lợng thức ăn công nghiệp rất lớn, ớc tính khoảng 170 triệu tấn.
Lợng thức ăn lớn này đ đợc các tập đoàn sản xuất thức ăn cung cấp, từ đó
thúc đẩy sự phát triển của ngành công nghiệp sản xuất thức ăn. Trớc sự lớn
mạnh nh vũ b o của ngành thuỷ sản thế giới, ngành thuỷ sản Việt Nam đang
có những bớc chuyển biến mạnh mẽ. Từ việc đầu t con giống, tăng diện tích
nuôi trồng, tăng chất lợng thức ăn Hiện nay lợng thức ăn cung cấp cho
thuỷ sản chủ yếu do các nhà máy của các tập đoàn nớc ngoài cung cấp có giá
thành cao khiến ngời nông dân vẫn phải dùng các loại thức ăn tận dụng kém
chất lợng để nuôi thuỷ sản nhằm giảm chi phí. Việc sử dụng nguồn thức ăn
kém chất lợng đ làm cho chất lợng thuỷ hải sản của nớc ta không đạt tiêu
Trng i hc Nụng nghip H Ni - Lun vn Thc s khoa hc k thut --------------------------------
1
chuẩn quy định của một số nớc trên thế giới dẫn tới một số lô hàng suất khẩu
bị trả về, gây thiệt hại cho doanh nghiệp, ngời nông dân và làm mất uy tín
của đất nớc trên thị trờng Quốc tế. Một số cơ sở trong nớc sản xuất thức ăn
cho thuỷ sản
nhng với mô hình sản xuất cùng với phơng pháp chế biến
thủ công, các thiết bị công nghệ lạc hậu không đáp ứng đợc yêu cầu về chất
lợng. Một số mô hình sản xuất sử dụng trong các dây truyền tiên tiến của
nớc ngoài với công nghệ sử dụng theo nguyên lý kết cấu và các tính năng sử
dụng hiện đại, chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật đợc nghiên cứu hoàn thiện đ tạo ra
sản phẩm mang tính thơng mại rất cao. Tuy vậy khi áp dụng vào điều kiện
Việt Nam kỹ thuật trên tỏ ra không thích hợp do giá thành của máy cao so với
khả năng đầu t của các doanh nghiệp trong nớc.
Trớc tình hình nhu cầu thức ăn cho thuỷ sản nói chung và cho cá nói
riêng thì việc đầu t nghiên cứu thiết bị sản suất thức ăn là nhu cầu cấp thiết,
mang tính thời sự. Trong dây chuyền sản xuất thức ăn cho cá có rất nhiều thiết
bị nh: máy nghiền, gầu tải, máy trộn, máy ép viên, máy sấythì máy ép viên
đợc coi là thiết bị quan trọng, nó chiếm tới 20% tổng giá trị của toàn bộ dây
chuyền. Trớc những giá trị và tầm quan trọng của máy ép viên trong dây
chuyền sản xuất thức ăn nổi cho cá thì việc nghiên cứu các thông số ảnh
hởng tới quá trình ép viên là điều cần thiết, nhằm tạo cơ sở thiết kế mẫu máy
góp phần vào việc thúc đẩy sự phát triển của ngành công nghiệp sản xuất cung
cấp thức ăn viên cho thuỷ sản nói chung và cho cá nói riêng. Tăng cờng khả
năng chế tạo thiết bị ở trong nớc, giảm chi phí đầu t so với các thiết bị nhập
ngoại.
Trong thời gian tới nhu cầu thức ăn cho thuỷ sản trong nớc là rất lớn,
khoảng 3,2 triệu tấn mỗi năm bao gồm thức ăn cho tôm, cua, cá Một vấn đề
đặt ra là lợng thức ăn này lấy ở đâu, nếu nhập khẩu hoặc mua của các tập
đoàn sản xuất thức ăn nớc ngoài thì chi phí sẽ rất lớn, do đó cần có phơng
án sản xuất ở trong nớc. Trong các dự án phát triển thuỷ sản của Bộ thuỷ sản
Trng i hc Nụng nghip H Ni - Lun vn Thc s khoa hc k thut --------------------------------
2
đều có đặt vấn đề hợp tác với các cơ quan Bộ ngành khác để phát triển khâu
sản xuất cung cấp thức ăn. Việc mở rộng sản xuất trong nớc cho phép hạ giá
thành thức ăn, đa thức ăn công nghiệp đến với ngời nông dân, thay đổi tập
quán chăn nuôi lạc hậu, đa công nghệ tiến tiến vào nhận thức của mỗi ngời
dân nhằm tạo ra sản phẩm thuỷ sản có chất lợng cao, không còn tồn d chất
kháng sinh, nâng cao uy tín của thuỷ sản Việt Nam trên thị trờng quốc tế.
Xuất phát từ nhu cầu thực tế, việc tiến hành: Nghiên cứu một số thông
số ảnh hởng tới quá trình ép viên thức ăn nổi cho cá năng suất 300kg/h
là một việc cấp thiết có tác dụng to lớn đối với công nghiệp sản xuất thức cho
thủy hải sản nói chung và cho cá nói riêng. Đợc sự đồng ý của Viện nghiên
cứu thiết kế chế tạo máy Nông nghiệp cùng với sự hớng dẫn của thầy giáo
GS.TS Phạm Xuân Vợng và các thầy cô giáo trong khoa Cơ Điện, tôi tiến
hành thực hiện đề tài:
Nghiên cứu một số thông số ảnh hởng tới quá trình ép viên thức ăn
nổi cho cá năng suất 300kg/h.
2. Đối tợng, mục tiêu, ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
- Đối tợng nghiên cứu trong luận văn là máy ép viên trong dây chuyền
sản xuất thức ăn nổi cho cá.
- Mục tiêu là nghiên cứu các thông số ảnh hởng tới quá trình ép viên.
- Nghiên cứu cơ sở lý thuyết của máy ép viên thức ăn nổi cho cá.
- Có thể ứng dụng chế tạo máy ép viên lắp đặt trong các dây chuyền sản
xuất.
- Làm cơ sở để thiết kế chế tạo máy ép viên thức ăn nổi cho cá năng
suất 300kg/h áp dụng trong các dây chuyền sản xuất.
3. Nội dung nghiên cứu
- Nghiên cứu tình hình nuôi trồng thuỷ sản trong và ngoài nớc.
- Nghiên cứu quá trình phát triển của lĩnh vực ép vít.
Trng i hc Nụng nghip H Ni - Lun vn Thc s khoa hc k thut --------------------------------
3
- Nghiên cứu cơ sở lý thuyết của quá trình ép vít.
- Nghiên cứu một số thông số ảnh hởng tới quá trình ép viên của máy
ép viên thức ăn nổi cho cá.
- Khảo nghiệm máy trong điều kiện sản xuất.
Trng i hc Nụng nghip H Ni - Lun vn Thc s khoa hc k thut --------------------------------
4
Tổng quan nghiên cứu về máy ép viên
Chơng I
1.1. Tầm quan trong của việc nghiên cứu thiết kế chế tạo máy ép viên thức
ăn nổi cho cá
1.1.1 Tình hình sản xuất và tiêu thụ thủy sản trên thế giới [2]
Từ một ngành thủy sản công nghiệp với khai thác thủy sản đóng vai trò
chủ đạo, những quốc gia có sản lợng lớn nhất là những nớc phát triển với
đội tàu khai thác xa bờ và một nền công nghiệp chế biến hiện đại trong những
năm trớc thập kỷ 90 đ cung cấp những sản phẩm chủ yếu cho tiêu dùng hiện
nay. Trong giai đoạn từ hơn 10 năm trở lại đây, ngành thủy sản đ phát triển
theo hớng nông nghiệp, nghĩa là chủ động tạo nguồn nguyên liệu bằng việc
nuôi trồng thủy sản (NTTS) do vậy tỷ lệ đóng góp của ngành cho kinh tế x
hội ngày càng tăng và phát triển ổn định các nớc nông nghiệp là những
nớc có sản lợng đứng đầu thế giới.
Bảng 1.1: Tổng sản lợng thủy sản thế giới. 1998 2003 (triệu tấn)
1998
1999
2000
2001
2002
2003
88,724
94,866
96,732
93,670
94,66
90,000
NTTS
30,563
33,447
35,496
37,789
39,799
41,800
TSL
119,287
128,303
132,228
131,459
134,459
131,800
26%
26,8%
28%
29,5%
31,7&
Khai
thác
Tỷ
lệ 25,6%
NTTS
( Nguồn: http:www.globefish.org)
Trng i hc Nụng nghip H Ni - Lun vn Thc s khoa hc k thut --------------------------------
5
Hình 1.1.
Hình 1.2.
Sản lợng thuỷ sản trên thế giới
Mức tăng trởng sản lợng NTTS trên thế giới
T l ca sn lng v giỏ tr NTTS theo mụi trng nuụi
Hình 1.3.
Sản lợngNTTS theo môi trờng năm 2002
Trng i hc Nụng nghip H Ni - Lun vn Thc s khoa hc k thut --------------------------------
6
Ta có thể thấy trong thời gian qua một số đối tợng nuôi chính đợc sản
xuất ở quy mô công nghiệp, công nghệ nuôi không ngừng cải tiến để nâng cao
năng suất. Đồng thời thế giới đang hớng tới phát triển NTTS theo hớng an
toàn vệ sinh thủy sản (ATVSTS).
Theo các nghiên cứu của các cơ quan liên quan tới nghề cá, nhu cầu
tiêu thụ thủy sản trên thế giới tiếp tục tăng vì hai lý do chính: là dân số trên
thế giới vẫn tiếp tục tăng và dân chúng ngày càng nhận thức rõ giá trị của thực
phẩm thủy sản.
Theo thống kê của FAO, khoảng 60,5% thực phẩm thủy sản có nguồn
gốc khai thác, còn lại 39,5% là từ NTTS, có nghĩa là hằng năm có khoảng
24,5 triệu tấn thủy sản nuôi dùng làm thực phẩm cho ngời. Theo dự báo, đến
năm 2015, tổng tiêu thụ thủy sản có thể đạt tới 179 triệu tấn, tăng 47% so với
năm 2002. Phần lớn nhu cầu sẽ đợc đáp ứng bởi NTTS.
Sản lợng NTTS tiếp tục tăng có nghĩa là sự đóng góp của NTTS vào
thực phẩm cho con ngời ngày càng lớn. Theo thống kê của FAO, trong thời
gian qua, số lợng và giá trị thủy sản nuôi tăng liên tục, điều đó chứng tỏ các
loại thực phẩm từ NTTS đ đóng vai trò quan trọng trong thơng mại thủy sản
nói riêng và thực phẩm nói chung. Qua các số liệu thống kê của FAO, giá trị
thơng mại của các sản phẩm thủy sản nuôi ngày càng tăng, năm 1993 mới là
35,7 tỷ USD, nhng sau 10 năm đ đạt 67,3 tỷ USD, tăng gần gấp đôi, điều
này đ chứng tỏ NTTS đ trở thành lĩnh vực quan trọng trong nguồn cung cấp
thực phẩm cho loài ngời.
Biểu đồ sau đây cho thấy sự tăng trởng liên tục về giá trị của các sản
phẩm NTTS, nếu theo cách tính của FAO về giá trị suất khẩu thì có thể tạm
ớc tính giá trị suất khẩu từ NTTS năm 2003 là 25,6 tỷ USD.
Trng i hc Nụng nghip H Ni - Lun vn Thc s khoa hc k thut --------------------------------
7
Hình 1.4.
Tổng giá trị thơng mại thuỷ sản nuôi trên thế giới
Mức tiêu thụ thủy sản bình quân đầu ngời trên thế giới năm 2002 là
16,2kg/năm (đ quy đổi ra sản phẩm tơi). Tăng 21% so với năm 1992
(13,1kg). Do giá trị của thủy sản cao nên mức tiêu thụ phụ thuộc rất nhiều vào
mức sống của dân chúng trên thế giới.
Xuất khẩu thuỷ sản (XKTS):FAO ớc tín rằng, có khoảng 38% thủy sản
sản xuất ra đợc buôn bán trên thị trờng thế giới, xuất khẩu đạt hơn 50 triệu
tấn về khối lợng và đạt giá trị 63 tỷ USD (năm 2003), trong đó 50% đến từ
các nớc đang phát triển. Lợi nhuận thu đợc từ XKTS của các nớc đang
phát triển năm 2002 đạt 18 tỷ USD, cao hơn lợi nhuận thu đợc từ từng loại
thực phẩm khác nh chè, cà phê, gạo, chuối, đờng, thuốc lá, và thịt. Đối với
các nớc này XKTS đ trở thành khoản thu ngoại tệ chính, tăng thêm thu
nhập, công ăn việc làm cho ngời dân và đảm bảo an ninh lơng thực.
Hình 1.5.
Xuất khẩu thuỷ sản trên thế giới (1000 USD)
Trng i hc Nụng nghip H Ni - Lun vn Thc s khoa hc k thut --------------------------------
8
Các nc XKTS hng ủu nm 2003Nc GT XK (t USD)
1-Trung Quc 4,5
2-Thái Lan 3,7
3-NaUy 3,6
4-M 3,3
5-Canaủa 3,0
6-an Mch 2,9
7-Vit Nam 2,0
Bên cạnh đó, quá trình toàn cầu hóa và tự do thơng mại đ tạo điều
kiện thuận lợi cho thơng mại thủy sản phát triển. Tuy nhiên, bên cạnh những
cơ hội và lợi nhuận, NTTS ngày càng phải đối mặt với hàng loạt vấn đề khi
muốn bán các sản phẩm của mình. Đó là vấn đề mà bất cứ nhà XKTS nào
cũng không thể bỏ qua, ví dụ nh sự gia tăng kiểm tra chất lợng và an toàn
vệ sinh thủy sản ở các thị trờng nhập khẩu, yêu cầu dán nh n, truy xuất
nguồn gốc vv Các yêu cầu về bảo vệ nguồn lợi, bảo vệ môi trờng cũng trở
thành điều kiện đối với các nhà XKTS [3].
Cùng với sự tăng trởng của sản lợng thuỷ sản hàng năm thì ngành
công nghiệp sản xuất thức ăn cho thuỷ sản (tôm, cua, cá) cũng phải phát
triển theo. Ngoài những loại thức ăn thông thờng tận dụng hàng ngày thì
ngời chăn nuôi cần phải cung cấp thêm một lợng thức ăn công nghiệp bổ
sung để cung cấp đủ thành phần các chất cho các loại thuỷ hải sản phát triển.
ớc tính sản lợng thức ăn công nghiệp cung cấp cho ngành thuỷ sản
trên thế giới trong các năm:
Năm 1998
51,957
Triệu tấn
Năm 1999
56,86
Triệu tấn
Năm 2000
60,343
Triệu tấn
Năm 2001
64,241
Triệu tấn
Năm 2002
67,658
Triệu tấn
Năm 2003
71,06
Triệu tấn
Trng i hc Nụng nghip H Ni - Lun vn Thc s khoa hc k thut --------------------------------
9
Qua đó cho thấy ngành công nghiệp sản xuất thức ăn cho thuỷ sản trên
thế giới ngày càng phát triển sản lợng ngày một tăng.
1.1.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ thủy sản ở Việt Nam
Việt Nam là một nớc có tiềm năng lớn về nuôi trồng thủy sản với diện
tích mặt nớc nội địa khoảng 1 triệu ha, vùng triều khoảng 0,7 triệu ha và hệ
thống đầm phá ven biển có thể phát triển NTTS. Trong khi diện tích có khả
năng NTTS của cả nớc ớc tính là khoảng gần 2 triệu ha thì mới chỉ sử dụng
902.900 ha (năm 2004). Từ giữa thập kỷ 90 trở lại đây, NTTS của Việt Nam
đ phát triển nhanh chóng. Theo thống kê, sản lợng thủy sản nuôi đ tăng từ
172.900 tấn (1992) lên 1.150.000 tấn (2004), đạt tốc độ tăng trởng bình quân
19%/năm, cao gấp 3 lần so với tốc độ tăng trởng 6,3%/năm của sản lợng
thủy sản khai thác. (Theo Bộ Thủy Sản và Viện Nghiên cứu thơng mại, Bộ
Thơng mại).
Bảng 1.2. Tổng sản lợng thủy sản, sản lợng NTTS và diện tích NTTS
giai đoạn 2000 2004
2000
2001
2002
2003
2004
Giá trị 2004
2.250,5
2.434,6
2.674,4
2.854,8
3.300
33.999,2tỷ đ.
NTTS (1000 T) 589,6
709,9
844,8
988,3
1.150
18.868,3tỷ đ.
% so với TSL
26,2
29,2%
31,9%
35,0%
34,8%
55,4 %
DT (ha)
652.000 755.177 797.743 867.613 902.900 (năm2005) 1.008,255
TSL (1000 T)
(Nguồn: Tổng cục thống kê & BTS và số liệu thống kê thủy sản 2001- 2003)
Quá trình tăng trởng sản lợng thủy sản diễn ra đồng thời với quá trình
tăng trởng diện tích NTTS. Tuy nhiên, tốc độ tăng sản lợng nhanh hơn do
năng suất nuôi trồng tăng lên. Trong giai đoạn 1995 2003, cơ cấu sản lợng
theo giống loài cũng đang có xu hớng thay đổi. Bên cạnh đối tợng nuôi chủ
lực để xuất khẩu là: tôm, tôm hùm, cá basa cá tra, cá rô phi cá lồng biển,
nhuyễn thể, cua, ghẹ, rong biển các loại cá nớc ngọt khác cũng đợc phát
Trng i hc Nụng nghip H Ni - Lun vn Thc s khoa hc k thut --------------------------------
10
triển mạnh dới nhiều hình thức phong phú nh nuôi cá ao hồ, nuôi cá kết hợp
trồng lúa, nuôi cá lồng
Bảng 1.3. Tỷ lệ sản lợng và diện tích các đối tợng thủy sản
nuôi trồng (năm 2004)
Diện
Tổng số
tích
(DT) % so với Sản lợng (SL) % so với
(ha)
tổng DT
(1000 tấn)
tổng SL
902.900
100
1.150,1
100
285
24,7
1,6
0,153
65,63
3,4
0,295
Tôm sú
Tôm chân trắng
592.805
Tôm rảo
Tôm càng xanh
3.839
0,43
3,509
0,305
Cá basa- cá tra
1.195
0,13
93,910
8,165
Cá rô phi
2.148
0,24
20
1,738
ốc hơng
59
0,006
22,211
1,931
Nghêu (ngao, sò)
14.947 (SL 2003)
1,66
130,474(SL2003)
11,344
Tôm hùm
22.211 lồng
2,352
0,204
Rong biển
4.850
27,260
2,370
0,53
Khác
49,237
( Nguồn: Báo cáo kết quả NTTS năm 2004, BTS)
Tình hình tiêu thụ: Trong những năm qua, cùng với xu hớng gia tăng
sản xuất và phát triển XKTS, tỷ lệ tiêu thụ thủy sản nuôi so với tổng mức tiêu
thụ thủy sản nuôi đ tăng lên nhanh chóng, đặc biệt ở các cơ sở chế biến. Mức
tiêu thụ bình quân đầu ngời về thủy sản tăng lên từ 17kg/ngời/năm lên 19
kg (2000), 20 kg (2001) và 22 kg (2003). Tuy nhiên, so với nhiều nớc trong
khu vực, mức tiêu thụ của Việt Nam còn thấp (ví dụ: theo số liệu năm 2000,
mức tiêu thụ thủy sản bình quân theo đầu ngời của Việt Nam là 19 kg, của
Trng i hc Nụng nghip H Ni - Lun vn Thc s khoa hc k thut --------------------------------
11
