NGHIÊN CỨU MÁY THÁI NGHIỀN THÂN CÂY BẮP LÀM THỨC ĂN Ủ TƯƠI CHO ĐẠI GIA SÚC Ở DẠNG BAO TÚI HÚT CHÂN KHÔNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC KĨ THUẬT

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
******************

HUỲNH NGUYÊN THẢO

NGHIÊN CỨU MÁY THÁI NGHIỀN THÂN CÂY BẮP
LÀM THỨC ĂN Ủ TƯƠI CHO ĐẠI GIA SÚC
Ở DẠNG BAO TÚI HÚT CHÂN KHÔNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC KĨ THUẬT

Thành phố Hồ Chí Minh
Tháng 9/2009


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
********************

HUỲNH NGUYÊN THẢO

NGHIÊN CỨU MÁY THÁI NGHIỀN THÂN CÂY BẮP
LÀM THỨC ĂN Ủ TƯƠI CHO ĐẠI GIA SÚC
Ở DẠNG BAO TÚI HÚT CHÂN KHÔNG
Chuyên ngành: Cơ khí công nghệ
Mã số: 60.52.14

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC KỸ THUẬT

Hướng dẫn khoa học:

PGS.TS. TRẦN THỊ THANH

Thành phố Hồ Chí Minh
Tháng 9/2009
i


NGHIÊN CỨU MÁY THÁI NGHIỀN THÂN CÂY BẮP
LÀM THỨC ĂN Ủ TƯƠI CHO ĐẠI GIA SÚC
Ở DẠNG BAO TÚI HÚT CHÂN KHÔNG
HUỲNH NGUYÊN THẢO

Hội đồng chấm luận văn:
1. Chủ tịch:

PGS.TS. NGUYỄN HAY
Trường Đại học Nông Lâm TPHCM

2. Thư ký:

TS. NGUYỄN VĂN HÙNG
Trường Đại học Nông Lâm TPHCM

3. Phản biện 1:

TS. NGUYỄN NGỌC PHƯƠNG
Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TPHCM

4. Phản biện 2:

TS. LÊ HIẾU GIANG
Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TPHCM

5. Ủy viên:

PGS.TS. TRẦN THỊ THANH
Trường Đại học Nông Lâm TPHCM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TPHCM
HIỆU TRƯỞNG

ii


LÝ LỊCH CÁ NHÂN
Tôi tên là Huỳnh Nguyên Thảo sinh ngày 27 tháng 11 năm 1977 tại tỉnh Bến
Tre. Con ông Nguyễn Văn Rớt và bà Huỳnh Thị Điểm.
Tốt nghiệp trung học phổ thông Nguyễn Đình Chiểu, Thị xã Bến Tre, tỉnh
Bến Tre năm 1995.
Tốt nghiệp trung cấp nghề Việt Đức trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Thủ
Đức, Thành Phố Hồ Chí Minh năm 1997.
Tốt nghiệp đại học ngành Cơ Khí Chế Tạo Máy hệ chính qui tại Đại học Sư
Phạm Kỹ Thuật Thủ Đức, Thành Phố Hồ Chí Minh năm 2002.
Năm 2002 làm giáo viên trường Kỹ thuật Công Nghiệp tỉnh Bến Tre.
Năm 2004 làm giảng viên trường Cao Đẳng Bến Tre.
Tháng 09 năm 2006 theo học Cao học ngành Cơ Khí Công Nghệ tại đại học
Nông Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh.
Tình trạng gia đình: có vợ và 1 con gái, năm kết hôn 2005
Địa chỉ liên lạc: 9/5A Nguyễn Trung Trực, Phường 2 Thành Phố Bến Tre,
tỉnh Bến Tre

Điện thoại: 0918.948849
Email:

iii


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi.
Các số liệu, kết quả nghiên cứu nêu trong luận văn là trung thực và
chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác.

Huỳnh Nguyên Thảo

iv


LỜI CẢM TẠ
Tôi xin bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc đến:
Cô PGS.TS Trần Thị Thanh, trưởng khoa Cơ Khí Công Nghệ, TS. Nguyễn
Như Nam, Trưởng bộ môn Máy Sau thu hoạch – Chế biến trường Đại Học Nông
Lâm Thành phố Hồ Chí Minh, đã tận tình hướng dẫn và động viên tôi trong suốt
quá trình thực hiện luận văn.
Ban giám hiệu, phòng đào tạo Sau đại học, ban chủ nhiệm khoa Cơ Khí
Công Nghệ trường Đại Học Nông Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh đã cho phép và
tạo điều kiện thuận lợi cho tôi thực hiện luận văn.
Tập thể giảng viên khoa Cơ Khí Công Nghệ trường Đại Học Nông Lâm
Thành Phố Hồ Chí Minh đã tận tình giảng dạy và truyền đạt những kiến thức quý
báu cho tôi trong suốt quá trình tôi học Cao Học.
Tập thể học viên lớp cao học Cơ Khí Khóa 2006 đã giúp đỡ tôi trong quá
trình học tập và thực hiện đề tài.

v


TÓM TẮT
Đề tài “Nghiên cứu máy thái nghiền thân cây bắp làm thức ăn ủ tươi cho
đại gia súc ở dạng bao túi hút chân không” được tiến hành tại khoa Cơ khí – Công
nghệ trường đại học Nông Lâm Thành phố Hồ Chí Minh, thời gian từ tháng 2 năm
2009 đến tháng 9 năm 2009.
Mục tiêu đề tài là nghiên cứu mẫu máy thái nghiền thân cây bắp nằm trong
dây chuyền sản xuất thức ăn ủ tươi cho đại gia súc ở dạng bao túi hút chân không.
Nội dung nghiên cứu của đề tài là hệ thống hóa lý thuyết cắt thái, nghiền
thân thực vật để tiến hành nghiên cứu lý thuyết và thực nghịệm mẫu máy thái
nghiền cây bắp làm thức ăn ủ tươi dạng bao gói hút chân không có năng suất 3000
kg/h.
Phương pháp nghiên cứu của đề tài là ứng dụng và kế thừa lý thuyết cắt
thái, nghiền thân thực vật, nguyên lý làm việc của máy thái nghiền Vonga – 5 để
xây dựng mô hình máy thái nghiền cây bắp có năng suất 3000 kg/h. Nghiên cứu
máy mô hình bằng phương pháp qui hoạch thực nghiệm cực trị tối ưu. Thí nghiệm
được bố trí dạng bậc II kiểu Box –Hunter. Bài toán tối ưu hóa được giải theo thuật
toán ngẫu nhiên kết hợp dò tìm trực tiếp.
Kết quả đã mô phỏng quá trình cắt bằng lưỡi dao, cuốn ép vật thái bằng
trục cuốn và chế tạo một mẫu máy thái nghiền cây bắp MTN – 3000 có năng suất
3000 kg/h. Chế độ tối ưu của máy: tỉ số truyền từ trục cuốn tới trục của băng tải itư
= 1,40; số vòng quay của trống thái n1tư = 690 ÷ 930 vg/ph.; số dao băm lắp trên
trống nghiền ztư = 9 cái; số vòng quay của trống nghiền n2tư = 1.310 vg/ph. Các
chỉ tiêu tối ưu đạt được là độ nhỏ sản phẩm ltư = 9,1 ÷ 5,5 mm, tương ứng mức
tiêu thụ điện năng riêng để thái nghiền là: 5,020 ÷ 6,361 kWh/tấn.

vi

SUMMARY
The thesis “Study on the corn trunk milling machine using for cattle feed in
vacuum packet” was done at the faculty of Engineering, Nong Lam University in
HCM city from February, 2009 to September, 2009.
The thesis objective is to research, calculate and design the corn trunk milling
machine using for cattle feed in vacuum packet.
The content was concentrated on systematization of theories of cutting and milling
tree-trunks in order to research theory and experiment of the corn trunk milling
machine using for cattle feed in vacuum packet 3000 kg per hour.
The researched methods are application and inherit of theories of cutting - milling
tree-trunks and principle of the Vonga-5 milling machine to build a model of corn
trunk milling machine using for cattle feed in vacuum packet 3000 kg per hour.
The machine model was studied by the method of response surface design. The
experiment was design basing on the second-class Box-Hunter method and the
optimization program was solved with the algorithm of randomization and direct –
seeking.
The results of this thesis include the main parts such as simulation of blade –
cutting process and press-scrolling, and manufacturing of the corn trunk milling
machine MTN-3000 with its capacity of 3000 kg per hour. The optimized regime
of the machine includes the main parameters as following: transferring rate of
scroller – conveyor is itư = 1.40; rotating velocity of the cutting drum is n1tư = 690
÷ 930 RPM; the number of chopping blades on the milling machine is ztư = 9;
rotating velocity of the miiling drum is n2tư = 1310 RPM. The target parameters
wered obtained including the product dimension of 9.1 ÷ 5.5 mm correlativelly
with the specific energy consumption of 5.020 ÷ 6.361 kWh/ton.

vii

MỤC LỤC
NGHIÊN CỨU MÁY THÁI NGHIỀN THÂN CÂY BẮP ..................................... ii
LÝ LỊCH CÁ NHÂN .............................................................................................. iii
LỜI CAM ĐOAN ............................................................................................................ iv
LỜI CẢM TẠ ........................................................................................................... v
TÓM TẮT ............................................................................................................... vi
MỤC LỤC ............................................................................................................. viii
DANH SÁCH CÁC BẢNG ................................................................................... xii
DANH SÁCH CÁC HÌNH ................................................................................... xiii
Chương 1. MỞ ĐẦU ................................................................................................ 2
Chương 2. TỔNG QUAN ........................................................................................ 4
2.1 Đối tượng gia công ............................................................................................. 4
2.1.1 Đối tượng gia công .......................................................................................... 4
2.1.2 Máy thái cây bắp ............................................................................................. 5
2.1.2.1 Các loại máy thái trong nước: ...................................................................... 6
2.1.2.2 Máy thái rau cỏ rơm PCB-3,5 ...................................................................... 7
2.1.2.3 Máy thái rau cỏ rơm PCC-6,0 .................................................................... 10
2.1.2.4 Máy thái nghiền “Vonga - 5” ..................................................................... 16
2.2 Công nghệ sản xuất thức ăn ủ đóng bao hút chân không phục vụ chăn nuôi đại
gia súc

............................................................................................................ 17

2.2.1 Cơ sở khoa học ủ đóng gói chân không ........................................................ 17
2.2.2 Quy trình công nghệ sản xuất thức ăn ủ đóng gói chân không ..................... 22
2.3 Ý kiến nhận xét và đề xuất nhiệm vụ nghiên cứu ............................................ 26
2.3.1. Ý kiến nhận xét ............................................................................................ 26
2.3.2. Đề xuất nhiệm vụ nghiên cứu ...................................................................... 27
Chương 3 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................. 28

3.1 Nội dung nghiên cứu ........................................................................................ 28
viii


3.2 Phương pháp nghiên cứu.................................................................................. 28
3.2.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết ............................................................... 28
3.2.2 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm ......................................................... 29
3.2.2.1 Vật liệu ....................................................................................................... 29
3.2.2.2 Dụng cụ đo ................................................................................................. 29
3.2.2.3 Phương pháp đo ......................................................................................... 29
3.2.2.4 Phương pháp bố trí thí nghiệm................................................................... 30
3.2.2.5 Phương pháp xử lý số liệu thực nghiệm .................................................... 31
3.2.2.6 Phương pháp khảo sát và nhận dạng bề mặt đáp ứng ................................ 31
Chương 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .............................................................. 33
4.1 Kết quả nghiên cứu mô hình hóa quá trình cung cấp và cắt thái ..................... 33
4.1.1 Nghiên cứu mô hình hóa quá trình cung cấp ................................................ 33
4.1.1.1 Nghiên cứu mô hình hóa quá trình cuốn ép vật thái .................................. 33
4.1.1.2 Nghiên cứu mô hình hóa quá trình nén ép vật thái trước khi cắt thái ........ 35
4.1.2 Ý kiến thảo luận ............................................................................................ 39
4.2 Khảo nghiệm thái nghiền cây bắp bằng máy thái nghiền Vonga – 5 .............. 39
4.2.1 Mục đích khảo nghiệm .................................................................................. 39
4.2.2 Điều kiện khảo nghiệm ................................................................................. 40
4.2.3 Kết quả khảo nghiệm .................................................................................... 40
4.2.4 Ý kiến thảo luận ............................................................................................ 41
4.3 Chế tạo máy thái nghiền cây bắp MTN – 3000 ............................................... 42
4.3.1 Các dữ liệu thiết kế ....................................................................................... 42
4.3.2 Lựa chọn nguyên lý cấu tạo và nguyên lý làm việc cho máy thái nghiền cây
bắp MTN – 3000 .................................................................................................... 42
4.3.2.1 Nguyên lý cấu tạo máy thái nghiền cây bắp MTN – 3000 ........................ 42
4.3.2.2 Nguyên lý làm việc của máy thái nghiền cây bắp MTN – 3000............... 44

4.3.3 Tính toán thiết kế và chế tạo ......................................................................... 45
4.3.3.1 Thiết kế chép mẫu theo máy thái nghiền Vonga – 5.................................. 45
4.3.3.2 Thiết kế các bộ phận làm việc mới ............................................................ 45
ix


4.4 Nghiên cứu thực nghiệm máy thái nghiền cây bắp MTN – 3000 bằng phương
pháp quy họach thực nghiệm cực trị ...................................................................... 46
4.4.1 Xây dựng bài toán ‘ Hộp đen’ ....................................................................... 46
4.4.1.1 Xác định các thông số ra ............................................................................ 46
4.4.1.2 Xác định các thông số vào ......................................................................... 46
4.4.2 Thực nghiệm theo phương án bậc I .............................................................. 50
4.4.2.1 Xác định miền nghiên cứu ......................................................................... 50
4.4.2.2 Lập ma trận thí nghiệm .............................................................................. 51
4.4.2.3 Kết quả thí nghiệm theo phương án bậc I .................................................. 52
4.4.2.4 Kết quả xử lý với mô hình không có số hạng chéo .................................... 52
4.4.2.5 Ở dạng mô hình có số hạng chéo ............................................................... 53
4.4.3 Lập mô hình thống kê thực nghiệm bậc II .................................................... 54
4.4.3.1 Xác định miền nghiên cứu ......................................................................... 55
4.4.3.2 Lập ma trận thí nghiệm .............................................................................. 55
4.4.3.3 Xử lý kết quả thực nghiệm ......................................................................... 57
4.4.3.4 Phân tích hàm độ nhỏ sản phẩm y1 (l) ....................................................... 59
4.4.3.5 Phân tích hàm mức tiêu thụ điện năng riêng để nghiền y2 (Ar) ................. 61
4.5 Kết quả tính toán tối ưu hoá ............................................................................. 64
4.5.1 Khái niệm thông số tối ưu và chỉ tiêu tối ưu ................................................. 64
4.5.2 Phát biểu các bài toán tối ưu ......................................................................... 64
4.5.3 Xác định các thông số tối ưu theo chỉ tiêu độ nhỏ sản phẩm bé nhất ........... 65
4.5.4 Xác định các thông số tối ưu theo chỉ tiêu mức tiêu thụ điện năng riêng để
thái nghiền thấp nhất .............................................................................................. 65
4.5.5 Nghiên cứu các thông số tối ưu đa mục tiêu ................................................. 66

4.6 Khảo nghiệm so sánh ....................................................................................... 66
4.6.1 Mục đích khảo nghiệm .................................................................................. 66
4.6.2 Điều kiện khảo nghiệm ................................................................................. 67
4.6.3 Kết quả khảo nghiệm .................................................................................... 67
4.6.4 Kết quả xử lý số liệu và phân tích ................................................................. 68
x


4.7 Ý kiến thảo luận ............................................................................................... 69
Chương 5 KẾT LUẬN – ĐỀ NGHỊ....................................................................... 71
5.1 Kết luận ............................................................................................................ 71
5.2 Đề nghị

72

TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................... 73
PHỤ LỤC ............................................................................................................... 75
Phụ lục 1. Bản vẽ ................................................................................................ 75
Phụ lục 2. Thực nghiệm theo phương án bậc I................................................... 76
Phụ lục 3. Thực nghiệm theo phương án bậc II ................................................. 79
Phụ lục 4. Kết quả phân tích ảnh hưởng của các hệ số hồi quy tới mô hình thống
kê thực nghiệm ................................................................................................... 83
Phụ lục 5. Vẽ đồ thị biểu diễn ............................................................................ 84
Phụ lục 6. Kết quả tính toán tối ưu hóa .............................................................. 88
Phụ lục 7. Kết quả khảo nghiệm so sánh MTN – 3000 với Vonga – 5. ............. 92
Phụ lục 8. Một số hình ảnh khảo nghiệm ........................................................... 94

xi

DANH SÁCH CÁC BẢNG
BẢNG

TRANG

Bảng 2.1. Thành phần hóa học trong thân lá và lõi bắp (% chất khô) .................... 5
Bảng 2.2. Đặc tính kỹ thuật của máy thái rau cỏ rơm và máy thái rau cỏ ủ......... 15
Bảng 4.1. Kết quả khảo nghiệm máy thái nghiền Vongar – 5............................... 40
Bảng 4.2. Miền thực nghiệm theo phương án thực nghiệm bậc I............................ 40
Bảng 4.3. Ma trận thí nghiệm và kết quả thực nghiệm ......................................... 51
Bảng 4.4. Miền thực nghiệm theo phương án quay bậc II Box –Hunter. ............. 55
Bảng 4.5. Ma trận thí nghiệm và kết quả thực nghiệm ......................................... 56
Bảng 4.6. Nhận dạng đồ thị. .................................................................................. 61
Bảng 4.7. Nhận dạng đồ thị hàm y2. ...................................................................... 63
Bảng 4.8. Kết quả khảo nghiệm so sánh................................................................ 68

xii


DANH SÁCH CÁC HÌNH
HÌNH

TRANG

Hình 2.1. Cây bắp .................................................................................................... 4
Hình 2.2. Máy thái cỏ theo mẫu INRI cải tiến ........................................................ 5
Hình 2.3. Máy thái cỏ tự chế ................................................................................... 5
Hình 2.4. Máy thái rau cỏ rơm PCB (RXB)-3,5. ......................................................... 8
Hình 2.5. Trống thái ....................................................................................................... 8
Hình 2.6. Máy thái rau cỏ rơm PCC-6,0. .............................................................. 11

Hình 2.7. Các bộ phận cung cấp và thái ................................................................ 13
Hình 2.8. Sơ đồ truyền động của máy thái rau cỏ rơm PCC-6.............................. 14
Hình 2.9. Sơ đồ máy băm rau củ Vongar-5. .......................................................... 16
Hình 2.10. Sơ đồ quy trình công nghệ................................................................... 24
Hình 2.11. Sản phẩm sau thái nghiền. ................................................................... 25
Hình 2.12. Bao ủ trong kho. .................................................................................. 26
Hình 2.13. Sản phẩm ủ đóng gói chân không. ...................................................... 26
Hình 4.1. Sơ đồ mô phỏng tính toán các trục cuốn ............................................... 33
Hình 4.2. Sơ đồ chuyển động của vật thái theo các chế độ vận tốc. ..................... 34
Hình 4.3. Sơ đồ quá trình nén ép vật thái trước khi vào cắt thái ........................... 35
Hình 4.4. Sơ đồ mô hình cắt thái bằng lưỡi dao. ................................................... 37
Hình 4.5. Sơ đồ cấu tạo máy thái nghiền cây bắp MTN – 3000. .......................... 43
Hình 4.6. Sơ đồ truyền động của máy thái nghiền cây bắp MTN – 3000 ............. 44
Hình 4.7. Mô hình bài toán ‘Hộp đen’. ................................................................. 50
Hình 4.8. Đồ thị ảnh hưởng của các hệ số hồi qui đến hiệu suất nghiền .............. 60
Hình 4.9. Đồ thị quan hệ l – i – n1 ở dạng không gian 3 chiều. ........................... 60
Hình 4.10. Đồ thị quan hệ l – i – n1 ở dạng phẳng. .............................................. 60
Hình 4.11. Đồ thị ảnh hưởng của các hệ số hồi qui ............................................. 62
xiii


Hình 4.12. Đồ thị quan hệ Ar – i – n1 ở dạng không gian 3 chiều. ...................... 64
Hình 4.13. Đồ thị quan hệ Ar – i – n1 .................................................................... 64
Hình 4.14. Chuẩn bị máy khảo nghiệm. ................................................................ 67
Hình 4.15. Khảo nghiệm ....................................................................................... 67

xiv


1

Chương 1
MỞ ĐẦU
Thức ăn ủ tươi dưới dạng bao túi hút chân không được sản xuất từ thân cây
bắp là thức ăn quan trọng trong cho chăn nuôi đại gia súc ở những quốc gia có
ngành chăn nuôi phát triển. Ở Việt Nam, thức ăn ủ tươi cũng là loại thức ăn quan
trọng dùng để tồn trữ khi chăn nuôi đại gia súc ở mô hình công nghiệp. Ngoài ra,
thức ăn ủ tươi dưới dạng bao túi hút chân không là mặt hàng giá trị có khả năng
xuất khẩu sang nhiều nước xứ lạnh trên thế giới như Hàn Quốc, Nhật Bản và
nhiều quốc gia châu Âu khác.
Trong công nghệ chế biến thức ăn ủ tươi dưới dạng bao túi hút chân không
thì nguyên liệu chính là thân cây bắp, cỏ voi và khâu thái làm nhỏ có vai trò quan
trọng. Yêu cầu công nghệ của công đoạn này là độ dài đoạn thái phải không vượt
quá 15 mm. Với độ nhỏ này đảm bảo việc trộn đều các thành phần và hút chân
không trong túi ủ theo yêu cầu. Tuy nhiên hầu hết các máy thái được sản xuất
trong nước không có khả năng đạt được yêu cầu kỹ thuật này, chủ yếu độ dài đoạn
thái nằm trong khoảng từ 30 ÷ 40 mm trở lên, thậm chí lớn hơn 70 mm. Máy thái
nước ngoài nhập khẩu vào trong nước duy nhất có máy thái nghiền “Vonga – 5”
do Liên Xô (cũ) chế tạo. Tuy nhiên, do những máy cuối cùng nhập vào Việt Nam
cũng đã trên 30 năm, nên hầu như không thấy tham gia sản xuất. Việc nhập khẩu
loại máy này cũng rất khó khăn do bạn không còn sản xuất, việc đặt hàng và nhập
khẩu đơn chiếc sẽ có giá thành rất cao. Giá nhập khẩu một máy gần 1 tỉ đồng. Đây
là một trở ngại rất lớn cho các nhà sản xuất trong nước. Vì vậy nhiều đơn vị sản
xuất trong nước đã tìm đến trường đại học Nông Lâm Thành phố Hồ Chí Minh đặt
hàng thiết kế, chế tạo máy thái nghiền thân thực vật, trong đó có thân cây bắp. Đặc
biệt trong số này có cả các nhà đầu tư Nhật Bản, Hàn Quốc muốn trang bị loại
2

máy thái nghiền này tại các vùng chuyên canh bắp ở An Giang, Tây Nguyên và
Khánh Hòa.
Từ yêu cầu thực tế của sản xuất, được sự chấp thuận của Hội đồng khoa
học Khoa Cơ Khí – Công Nghệ, và Ban Giám hiệu trường Đại học Nông Lâm
Thành phố Hồ Chí Minh, dưới sự hướng dẫn của PGS.TS. Trần Thị Thanh, chúng
tôi thực hiện đề tài:
“Nghiên cứu máy thái nghiền thân cây bắp làm thức ăn ủ tươi cho đại
gia súc ở dạng bao túi hút chân không”
Đề tài tiến hành nghiên cứu lý thuyết và ứng dụng quá trình cắt thái và
nghiền thân thực vật phục vụ công nghệ sản xuất thức ăn ủ tươi cho đại gia súc ở
dạng bao túi hút chân không có năng suất 1 – 3 tấn/h.
Mục tiêu của đề tài là nghiên cứu mẫu máy thái nghiền thân cây bắp phục
vụ dây chuyền sản xuất thức ăn ủ tươi cho đại gia súc ở dạng bao túi hút chân
không .
Tính mới của đề tài là lần đầu tiên trong nước chế tạo thành công mẫu máy
kết hợp đồng thời thái và nghiền cây bắp ứng dụng vào sản xuất làm thức ăn ủ
tươi dạng bao gói hút chân không .
Ý nghĩa thực tiễn của đề tài là kết quả nghiên cứu sẽ được triển khai và
ứng dụng trực tiếp vào sản xuất, là cơ sở tạo ra một mẫu máy mới ở trong nước.
Góp phần phát triển chăn nuôi theo hướng bền vững, tạo ra sản phẩm có giá trị
xuất khẩu với số lượng lớn.

3


Chương 2
TỔNG QUAN
2.1 Đối tượng gia công
2.1.1 Đối tượng gia công
Theo Bo Gohl (1993) cây bắp trông tương tự như cây của loài tre và các

khớp nối (các mấu hay mắt) có thể có cách nhau khoảng 20-30 cm. Cây bắp có
hình thái rất khác biệt, các lá hình mũi mác rộng bản, dài 50-100 cm và rộng 5-10
cm; thân cây thẳng, thông thường cao 2-3-m, với rất nhiều mấu, với các lá tỏa ra
từ mỗi mấu với bẹ nhẵn, dưới các lá này và ôm sát thân cây là trái bắp. Khi trái
bắp còn non chúng dài ra khoảng 3 cm mỗi ngày. Từ các đốt ở phía dưới sinh ta
một số rễ.
(http://wapedia. /vi/Ng%C3%B4)

a

b
Hình 2.1. Cây bắp
a. Trước khi thu hoạch; b. Sau khi thu hoạch
4


Hiện nay, cây bắp là thức ăn gia súc rất quan trọng. Trong thức ăn hỗn hợp
của hầu hết các nước trên thế giới có khoảng 70% chất tinh bột là từ cây bắp.
Ngoài việc cung cấp tinh bột cây bắp còn là thức ăn xanh và ủ chua lý tưởng cho
đại gia súc, đặc biệt là bò sữa do thân, lá và lõi bắp cũng có giá trị dinh dưỡng cao
nhất là vào thời kỳ chín sữa. ( Bảng 2.1)
Bảng 2.1 Thành phần hóa học trong thân lá và lõi bắp (% chất khô)
Cây xanh không

Cây già không

bắp

bắp

Nước

77,30

13,50

10,17

Protid

1,30

4,36

2,40

Lipid

0,40

0,74

0.50

Đường bột

13,69

39,25

54,90

Cullulose

6,00

33,63

30,10

Chất khoáng

1,40

6,70

1,40

Thành phần

Lõi bắp

(Nguồn:Slusanschi 1957)
Ở nước ta hiện nay cũng được tiến hành đưa vào sản xuất những giống bắp
giàu chất dinh dưỡng và phù hợp với nhu cầu của vật nuôi để phục vụ cho việc
chế biến thức ăn cho chúng.
2.1.1.2 Yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm sau khi thái làm thức ăn ủ đóng bao
hút chân không phục vụ chăn nuôi đại gia súc
- Độ dài đoạn thái phải không vượt quá 10 mm.
- Sản phẩm sau khi thái cần được làm mềm

- Không làm mất nhiều nước trong thân cây
2.1.2 Máy thái cây bắp
Trong sản xuất thức ăn ủ tươi, máy thái dùng trong quá trình làm nhỏ cây
bắp phổ biến là các loại máy thái cỏ kiểu đĩa có trục nằm ngang. Đây là các loại
máy thái thường thu hồi sản phẩm bằng phương pháp khí động, nên phù hợp cho
việc cơ giới hóa ở các khâu tiếp theo như thổi vào hố ủ hay chất sản phẩm thái lên
xe vận chuyển. Ngoài ra còn có một số loại máy thái kiểu dao xoắn dạng trống. Để
5


có thể thái nhỏ thân thực vật tới 0,5 – 1 cm, máy thái còn bố trí thêm bộ phận
nghiền như máy thái nghiền Vonga – 5.
2.1.2.1 Các loại máy thái trong nước:
2.1.2.1.1 Máy thái cỏ theo mẫu của IRRI:
Trung tâm Năng lượng và Máy Nông Nghiệp đã cải tiến Máy thái cỏ theo
mẫu của Viện Nghiên cứu lúa Quốc Tế (IRRI) để chế tạo máy thái cỏ có năng suất
từ 700- 1000 kg/h sử dụng ở các nông hộ và các trang trại vừa và nhỏ ở Việt Nam.

Hình 2.2 Máy thái cỏ theo mẫu INRI cải tiến
Nguồn (Theo Trung tâm Năng lượng và Máy Nông nghiệp, Trường ĐH Nông
Lâm TPHCM)
2.1.2.1.2 Máy thái cỏ tự chế ở công ty cổ phần Quốc Tế Xanh
Công ty Cổ Phần Quốc Tế Xanh (huyện Cẩm Mỹ, tỉnh Đồng Nai) chế tạo và
sử dụng, máy có cấu tạo đơn giản, dễ chế tạo gồm 2 động cơ truyền động cho trục
cuốn và dao thái. Sản phẩm thái có độ dài từ 40 mm đến 100 mm

6


Hình 2.3 Máy thái cỏ tự chế

Năm 2005 kỹ sư Trịnh Văn Trại thực hiện đề tài “Hoàn thiện công nghệ
và thiết bị ủ cỏ cho chăn nuôi hộ gia đình và trang trại nhỏ” cấp Thành phố Hồ
Chí Minh đã chế tạo chép mẫu máy thái cỏ PCB – 3,5. Đề tài này nghiệm thu vào
tháng 11 năm 2008. Đề tài thực hiện không có kết quả khoa học lý thuyết. Kết quả
về thực nghiệm đã chế tạo hoàn chỉnh 01 mẫu máy thái cỏ đạt các chỉ tiêu kinh tế
kỹ thuật là: năng suất 1 tấn/h, độ dài đọan thái với phần thân cây bắp là 5 cm,
phần lá 15 cm. Máy thái không có bộ phần nghiền. Như vậy so sánh với yêu cầu
kỹ thuật đặt ra, máy không đảm bảo được độ nhỏ sản phẩm thái.
2.1.2.2 Máy thái rau cỏ rơm PCB-3,5
Máy thái PCB – 3,5 (trích dẫn bởi Nguyễn Như Nam và Trần Thị Thanh,
2000) có xuất sứ từ Liên Xô (cũ). Máy có cấu tạo như hình 2.2. Đây là loại máy
dùng để thái rau, cỏ, rơm làm thức ăn chăn nuôi đại gia súc thuộc loại máy tĩnh
tại. Năng suất tính toán cực đại khi thái rơm tới 1 tấn/h và khi thái thức ăn xanh
tới 4 tấn/h. Máy gồm những bộ phận cơ bản sau đây : khung 1 làm bằng thép góc;
dây chuyền chất liệu 2 kiểu xích lắp các thanh ngang; hai trục cuốn cung cấp 4 và
5 kiểu răng; họng thái với tấm kê thái 10; trống thái lắp các dao 7 và cơ cấu truyền
động.
Nguyên lý làm việc của máy như sau:
Thực vật chất thành lớp phẳng trên dây chuyền, sẽ được chuyền vào các
trục cuốn cung cấp. Các trục cuốn, cuốn lấy thức ăn, nén nó xuống và đẩy vào
họng thái tới các dao của trống. Thức ăn đã thái rơi theo máng nghiêng xuống nền
và thu đi bằng tay hay bằng các thiết bị vận chuyển.

7


Hình 2.4. Máy thái rau cỏ rơm PCB (RXB)-3,5.
1.Khung; 2.Dây chuyền; 3.Cần đóng mở; 4.,5.Trục cuốn cung cấp dưới và trên;
6.Lò xo nén; 7.Trống thái; 8.Bánh đà; 9.Máng; 10.Tấm kê thái.
Dây chuyền kiểu xích lắp các thanh (hình 2.4) rộng 310 mm và dài 1000

mm, đặt nằm ngang và gồm có hai xích vô tận 2 nối với nhau bằng những thanh
kim loại 3. Xích mắc vào hai cặp bánh sao lắp trên các trục chủ động 1 và phụ
động 7. Nhánh trên của dây chuyền tựa lên một tấm gỗ đỡ lắp vào khung. Để điều
chỉnh độ căng của các xích dùng những đai ốc 6 dịch chuyển trục phụ động cùng
với gối đỡ dọc theo khung.
Cơ cấu cung cấp gồm có hai trục cuốn bằng gang nhiều răng, đường kính
mỗi cái 100 mm, trục nọ đặt trên trục kia giữa hai thanh bên thẳng đứng. Các trục
cuốn quay ngược chiều nhau với cùng một vận tốc. Trục của trục cuốn trên cùng
8


với gối đỡ đặt trong các rãnh thẳng đứng của các thanh bên và có thể dịch chuyển
theo đường thẳng đứng dưới tác dụng của phản lực của lớp vật liệu thái. Tác dụng
nén ép của trục cuốn được bảo đảm bằng lực căng của lò xo, ngoài trọng lượng
bản thân của trục cuốn trên.
Họng thái mà lớp thức ăn nén đi qua, có thể tháo lắp được. Hai má bên của
họng thái thẳng đứng, tấm kê thái 1 ở phía dưới và vị trí trục cuốn trên loại bơi ở
phía trên. Kích thước của họng thái bằng: bề rộng 320 mm, bề cao 60 mm (tùy
theo vị trí trục cuốn). Tấm kê thái lắp vào khung bằng các đinh vít, để có thể điều
chỉnh được tấm đó đối với lưỡi dao của trống. Cạnh phía trước của họng thái được
cắt theo góc 70o. Để tránh cho các thân rau cỏ không quấn vào trục dưới, có lắp
một tấm răng lược cạnh tấm kê, còn các răng của trục cuốn đều nghiêng về phía
sau theo chiều quay.
Trống thái (hình 2.5) có đường kính 280 mm và chiều dài 400 mm gồm
một trục với hai khớp chữ thập 6 và bộ phận ly hợp 5, trên mặt lắp bằng đinh ốc
bốn dao 4 cong theo đường xoắn. Trục của trống đặt trong các gối đỡ bi, lắp trên
khung máy. Dao bằng thép dày 4 mm có góc mài của lưỡi là 12o và góc nghiêng
của lưỡi đối với đường sinh của trống là 30o, có các lỗ dài ở hai đầu lắp đinh ốc để
điều chỉnh được dao đối với tấm kê thái. Ở phần giữa dao được lắp vào bộ phận ly
hợp 5 bằng các đinh ốc.

Hình 2.5. Trống thái.
1.Bánh đà; 2.Bánh răng nhỏ thay thế; 3.Thân gối đỡ; 4.Dao; 5.Bộ phận ly hợp;
6.Khớp chữ thập; 7.Trục; 8.Bánh răng lớn thay thế; 9.Puli.
9


Điều kiện để dao làm việc tốt khe hở giữa cạnh sắc lưõi dao và lưỡi tấm kê
thái không nhỏ hơn 0,5 mm.
Trống được nhận truyền động trực tiếp từ động cơ điện và truyền cho trục
cuốn cung cấp tới dây chuyền. Bộ phận truyền động gồm có hai cặp bánh răng
hình trụ và hai xích. Nó cho phép đạt được hai vận tốc quay của trục cuốn và trục
chủ động của dây chuyền và do đó thu được hai độ dài đoạn thái 14 và 20 mm.
Khi cần có đoạn thái dài hơn, phải tháo hai dao đối xứng nhau. Trong trường hợp
này chiều dài đoạn thái là 28 và 40 mm. Trống có tốc độ quay 400 vg/ph. Phía
trên trống che kín bằng một vỏ lắp bản lề để bảo đảm an toàn. Trong cơ cấu truyền
động có bộ phận ly hợp đóng mở bằng bộ phận điều khiển. Các bánh răng và xích
được che kín bằng vỏ an toàn. Đặc tính kỹ thuật của máy thái rau cỏ rơm PCB-3,5
ghi trong bảng 2.2.
Máy thái rau cỏ rơm PCB-3,5 đã được nhập vào Việt Nam và sử dụng
chủ yếu ở các trung tâm nghiên cứu, nông trường chăn nuôi. Tuy nhiên máy còn
một số hạn chế như sau: có một số chi tiết thay thế khó chế tạo bằng vật liệu trong
nước, chưa cơ giới hóa khâu thu sản phẩm.
2.1.2.3 Máy thái rau cỏ rơm PCC-6,0
Máy thái PCC – 6 (Nguyễn Như Nam và Trần Thị Thanh, 2000) là loại
máy thái tĩnh tại, kiểu đĩa, có cơ khí hóa việc cung cấp và thu thức ăn. Năng suất
tính toán cực đại của máy khi thái rơm tới 1,5 tấn/h khi thái thức ăn xanh tới 6
tấn/h.

10