NGHIÊN CỨU TỐI ƯU HÓA VÀ ĐIỀU KHIỂN CÁC THÔNG SỐ LÀM VIỆC CỦA MÁY TRỤNG LIÊN TỤC TRONG DÂY CHUYỀN GIẾT MỔ GÀ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
------------------------o0o----------------------

ĐẶNG THANH SƠN

NGHIÊN CỨU TỐI ƯU HÓA VÀ ĐIỀU KHIỂN CÁC THÔNG
SỐ LÀM VIỆC CỦA MÁY TRỤNG LIÊN TỤC TRONG
DÂY CHUYỀN GIẾT MỔ GÀ

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC KỸ THUẬT

Thành Phố Hồ Chí Minh
Tháng 03/2011


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
-----------------------o0o-----------------------

ĐẶNG THANH SƠN

NGHIÊN CỨU TỐI ƯU HÓA VÀ ĐIỀU KHIỂN CÁC THÔNG
SỐ LÀM VIỆC CỦA MÁY TRỤNG LIÊN TỤC TRONG DÂY
CHUYỀN GIẾT MỔ GÀ

Chuyên ngành: Kỹ Thuật Cơ Khí
Mã số: 605214

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC KỸ THUẬT

Hướng dẫn khoa học:
TS. NGUYỄN VĂN HÙNG

Thành Phố Hồ Chí Minh
Tháng 03/2011


NGHIÊN CỨU TỐI ƯU HÓA VÀ ĐIỀU KHIỂN CÁC THÔNG SỐ
LÀM VIỆC CỦA MÁY TRỤNG LIÊN TỤC TRONG
DÂY CHUYỀN GIẾT MỔ GÀ
ĐẶNG THANH SƠN

Hội đồng chấm luận văn:
1. Chủ tịch: PGS. TS TRẦN THỊ THANH
Trường Đại Học Nông Lâm TP. HCM
2. Thư ký: TS. LÊ ANH ĐỨC
Trường Đại Học Nông Lâm TP. HCM
3. Phản biện 1: PGS. TS. NGUYỄN HỮU LỘC
Trường Đại Học Bách Khoa TP. HCM
4. Phản biện 2: TS. BÙI NGỌC HÙNG
Trường Đại Học Nông Lâm TP. HCM
5. Ủy viên: TS. NGUYỄN VĂN HÙNG
Trường Đại Học Nông Lâm TP. HCM

ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP.HỒ CHÍ MINH
HIỆU TRƯỞNG

ii

LÝ LỊCH CÁ NHÂN
Tôi tên là Đặng Thanh Sơn, sinh ngày 30 tháng 06 năm 1967 tại xã Tân Ngãi,
thành phố Vĩnh Long. Con ông Đặng Văn Sô và bà Nguyễn Thị Đại.
Năm 1985 tốt nghiệp phổ thông trung học tại trường phổ thông trung học Lưu
Văn Liệt, thành phố Vĩnh Long.
Năm 1990 tốt nghiệp Cao đẳng tại Trường Cao Đẳng Sư Phạm Kỹ Thuật Vĩnh
Long, chuyên ngành Cơ khí Chế tạo Máy, niên khóa 1985 − 1990.
Năm 1998 tốt nghiệp Đại học tại Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ thuật Thành
Phố Hồ Chí Minh, niên khóa 1996 − 1998.
Từ năm 1990 đến nay làm việc tại Trường Cao Đẳng Sư Phạm Kỹ thuật Vĩnh
Long.
Tháng 10 năm 2008 theo học Cao học chuyên ngành Cơ khí Nông nghiệp tại
trường Đại Học Nông Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh.
Tình trạng gia đình: Vợ Hà Thị Thanh Thuý sinh năm 1968. Con Đặng Thiên
Kim sinh năm 1995.
Địa chỉ liên lạc: 57 Tân Xuân, Tân Ngãi, Thành Phố Vĩnh Long.
Điện thoại: 0918811002
Email:

iii


LỜI CAM ĐOAN
Tôi 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 công bố trong bất kỳ công trình
nào khác.
Tác giả

Đặng Thanh Sơn

iv


LỜI CẢM TẠ
Để hoàn thành luận văn thạc sĩ này, tôi xin bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn
sâu sắc đến:
Thầy TS. Nguyễn Văn Hùng, trưởng bộ môn Cơ Điện Tử, khoa Cơ Khí Công
Nghệ, trường Đại Học Nông Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh, đã tận tình hướng dẫn
và động viên tôi trong suốt quá trình làm 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 học Cao Học.
Công ty Hương Giang, Thành Phố Nha Trang và Công ty Năm Thắng, Long
Hồ, Thành Phố Vĩnh Long đã giúp đỡ tôi trong quá trình thí nghiệm.

v


TÓM TẮT
Đề tài “Nghiên cứu tối ưu hóa và điều khiển các thông số làm việc của máy
trụng liên tục trong dây chuyền giết mổ gà” được tiến hành tại khoa Cơ Khí Công
Nghệ, trường Đại Học Nông Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh, thời gian từ tháng 05
năm 2010 đến tháng 03 năm 2011.
Mục đích của đề tài nhằm phục vụ hữu ích cho việc thiết kế, chế tạo và sử
dụng hệ thống trụng liên tục trong dây chuyền giết mổ gà đáp ứng nhu cầu nâng cao
năng suất và chất lượng sản phẩm.
Phương pháp nghiên cứu của đề tài: ứng dụng và thừa kế lý thuyết điều khiển

tự động, phương pháp quy hoạch thực nghiệm, các công trình đã công bố trong và
ngoài nước nhằm xây dựng và hợp lý hóa nghiên cứu tối ưu chất lượng sản phẩm
gồm: phần trăm lông còn sót trên gà và chi phí năng lượng riêng bị ảnh hưởng của
các thông số làm việc của máy trụng liên tục như thể tích nước trụng, nhiệt độ trụng
và thời gian trụng.
Kết quả của đề tài đã tìm được cực trị và miền tối ưu hóa theo các chỉ tiêu chất
lượng sản phẩm và chi phí năng lượng riêng, các mối quan hệ ảnh hưởng của ba yếu
tố: thể tích nước, nhiệt độ, thời gian trụng đến chất lượng sản phẩm và chi phí năng
lượng. Kết quả đã xác định được thể tích nước trụng 1.77 m3/25 con, nhiệt độ trụng
640C trong thời gian 90 giây và đã chế tạo hệ thống điều khiển mực nước, nhiệt độ
trụng theo kiểu PID trên mô hình, giám sát hệ thống điều khiển bằng phần mềm
WinCC.

vi


SUMMARY
The thesis ''Study of optimization and control of working parameters of the
continuos scalding machine in slaughtering chicken line'' was performed at the
Faculty of Engineering, Nong Lam University of Ho Chi Minh City, from May
2010 to March 2011.
The aim of this research is to give useful help for the design, manufacture and
use of scalding systems continuously in slaughtering chicken lines to meet the
requirements to improve productivity and product quality.
The investigation was implemented with the Box - Behken experiment design
and the working parameters were controlled by PLC S7 - 200.
The study has found extreme and optimized area based on product quality and
energy costs in particular, the relationship of the three influence factors: scalding
water flow, scalding temperature, scalding time to product quality and energy costs.
The result specified scalding water flow of 1.77 m3/25 con, scalding temperature of

640C within 90 seconds and made the control system of scalding water flow,
scalding temperature by PID style models, observed control systems by WinCC
software.

vii


MỤC LỤC
CHƯƠNG

TRANG

Trang chuẩn Y ........................................................................................................... .ii
Lý lịch cá nhân .......................................................................................................... iii
Lời cam đoan ............................................................................................................. iv
Lời cảm tạ....................................................................................................................v
Tóm tắt ...................................................................................................................... vi
Summary .................................................................................................................. vii
Mục lục...................................................................................................................... ix
Danh sách các ký hiệu .............................................................................................. ixi
Danh sách các hình.................................................................................................. xiv
Danh sách các bảng ................................................................................................. xiv

viii


MỤC LỤC
Chương 1: MỞ ĐẦU .................................................................................................1
1.1 Đặt vấn đề ...........................................................................................................1
1.2 Mục tiêu ...............................................................................................................2

Chương 2: TỔNG QUAN .........................................................................................4
2.1 Tổng quan về gà Tam hoàng ...............................................................................4
2.2 Tổng quan về máy trụng trong dây chuyền giết mổ gà.......................................5
2.2.1

Công nghệ giết mổ gà .................................................................................5

2.2.2

Máy trụng trong dây chuyền giết mổ gà .....................................................6

2.2.2.1 Máy trụng kiểu mẻ ..................................................................................6
2.2.2.2 Máy trụng kiểu liên tục ...........................................................................8
2.2.2.2.1 Máy trụng liên tục trong dây chuyền 300 con/giờ ..............................8
2.2.2.2.2 Máy trụng liên tục trong dây chuyền 4500 con/giờ ..........................10
2.2.3

Máy trụng trong quá trình khảo sát ...........................................................11

2.2.3.1 Nồi trụng thủ công ................................................................................11
2.2.3.2 Thiết bị trụng kiểu mẻ ...........................................................................11
2.2.3.3 Máy trụng liên tục trong dây chuyền 500 con/giờ ................................12
2.2.3.4 Máy trụng liên tục trong dây chuyền 1000 con/giờ ..............................13
Chương 3: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ..........................17
3.1 Nội dung nghiên cứu ........................................................................................17
3.2 Phương pháp nghiên cứu ..................................................................................17
3.2.1

Phương pháp tiếp cận hệ thống .................................................................17

3.2.2

Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm .....................................................17

3.2.2.1 Đối tượng nghiên cứu ...........................................................................17
3.2.2.2 Phương pháp bố trí thí nghiệm..............................................................18
3.2.2.3 Xác định các thông số nghiên cứu ........................................................18
3.2.2.3.1 Xác định các thông số ra ...................................................................18
3.2.2.3.2 Xác định các thông số vào ................................................................19
ix


3.2.2.4 Phát biểu bài toán hộp đen ....................................................................21
3.2.2.5 Phương tiện thí nghiệm .........................................................................22
3.2.2.5.1 Dụng cụ và phương pháp đo .............................................................22
3.2.2.5.2 Tính toán chi phí năng lượng.............................................................26
3.2.2.6 Phương pháp xử lý số liệu thực nghiệm ...............................................26
3.2.3

Phương pháp thiết kế bộ phận điều khiển các thông số làm việc .............26

3.2.3.1 Phương tiện và phần mềm hệ thống điều khiển ....................................26
3.2.3.2 Phương pháp điều khiển ........................................................................27
3.2.3.3 Điều khiển hệ thống qua phần mềm WinCC 6.0 ..................................28
Chương 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................................29
4.1 Kết quả nghiên cứu thực nghiệm xác định thông số làm việc tối ưu
của máy trụng ...................................................................................................29
4.1.1

Thí nghiệm đơn yếu tố thăm dò ................................................................29

4.1.1.1 Kết quả bố trí thí nghiệm đơn yếu tố theo thể tích nước trụng .............29
4.1.1.2 Kết quả bố trí thí nghiệm đơn yếu tố theo nhiệt độ trụng .....................31
4.1.1.3 Kết quả bố trí thí nghiệm đơn yếu tố theo thời gian trụng ....................32
4.1.2

Thực nghiệm theo phương án bậc I ..........................................................34

4.1.2.1 Xác định miền nghiên cứu ....................................................................34
4.1.2.2 Lập ma trận thí nghiệm .........................................................................35
4.1.3

Lập mô hình thống kê thực nghiệm bậc II ................................................37

4.1.3.1 Lập ma trận thí nghiệm .........................................................................39
4.1.3.2 Kết quả thực nghiệm theo phương án bậc II .........................................40
4.1.4

Thiết lập và giải bài toán tối ưu tìm chế độ phù hợp nhất ........................46

4.1.4.1 Phát biểu bài toán tối ưu........................................................................46
4.1.4.2 Kết quả tính toán tối ưu .........................................................................47
4.2 Kết quả điều khiển các thông số làm việc của máy trụng liên tục ứng dụng
PLC ...................................................................................................................48

x


4.2.1

Điều khiển nhiệt độ ..................................................................................48

4.2.2

Điều khiển lượng nước trụng ....................................................................53

4.2.3

Điều khiển máy trụng qua phần mềm WinCC 6.0 ....................................55

4.2.4

Kết quả khảo nghiệm sơ bộ đánh giá thiết bị điều khiển ..........................56

Chương 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ.................................................................58
5.1 Kết luận ............................................................................................................58
5.2 Đề nghị .............................................................................................................58
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................59
PHỤ LỤC .................................................................................................................61

xi


DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU
Ký hiệu

Đơn vị

Ý nghĩa

Pout

-

Hàm tỉ lệ

Kp

-

Hằng số tỉ lệ

E(t)

-

Hàm lỗi tại thời điểm t

SP

-

Setpoint ( giá trị mong muốn)

PV

-

Measurable output ( giá trị đo được)

Iout

-

Hàm tích phân

Ki

-

Hằng số điều chỉnh hàm tích phân.

Dout

-

Hàm đạo hàm đáp ứng

Kd

-

Hằng số điều chỉnh hàm đạo hàm

KP

-

Hệ số tỷ lệ

Ti

giây

Thời gian tích phân

Td

giây

Thời gian đạo hàm

Ki

-

Hệ số tích phân

Kd

-

Hệ số đạo hàm

Q

kJ

Nhiệt lượng

m

kg

Khối lượng của nước

c

kJ/kg0C

Nhiệt dung riêng của nước

Δt

0

Khoảng chênh lệch nhiệt độ

Y1

%

Phần trăm lông sót dạng mã hoá

Y2

W/con

Chi phí năng lượng dạng mã hoá

Q

%

Phần trăm lông sót dạng thực

Ar

W/con

Chi phí năng lượng dạng thực

X1

m3/con

Thể tích nước trụng mã hoá

X2

0

C

Nhiệt độ trụng mã hoá

X3

giây

Thời gian trụng mã hoá

C

xii


V

m3/con

Thể tích nước trụng dạng thực

tt

0

C

Nhiệt độ trụng dạng thực

Tt

giây

Thời gian trụng dạng thực

ε

-

Khoảng biến thiên

Ft

-

F tính

Fb

-

F bảng

L

giây

Thời gian trễ

T

giây

Thời gian lên

α

độ

Góc kích

V

volt

Điện áp

TP

-

Thành Phố

xiii


DANH SÁCH CÁC HÌNH
HÌNH

TRANG

Hình 2.1. Gà Tam hoàng ............................................................................................5
Hình 2.2. Qui trình giết mổ gia cầm ...........................................................................5
Hình 2.3. Sơ đồ máy trụng kiểu mẻ............................................................................7
Hình 2.4. Sơ đồ nguyên lý máy trụng kiểu mẻ. ..........................................................8
Hình 2.5. Sơ đồ máy trụng liên tục trong dây chuyền 300con/giờ ............................9
Hình 2.6. Sơ đồ máy trụng liên tục trong dây chuyền 4500 con/giờ .......................10
Hình 2.7. Cơ sở giết mổ qui mô nhỏ tại TP. Đà Nẵng .............................................11

Hình 2.8. Dây chuyền giết mổ gà tại An Nhơn, TP. HCM ......................................12
Hình 2.9. Dây chuyền giết mổ gà tại công ty Hương Giang TP. Nha Trang ..........13
Hình 2.10. Dây chuyền giết mổ gà tại công ty Năm Thắng TP. Vĩnh Long ............14
Hình 3.1. Lông còn sót trên gà ................................................................................19
Hình 3.2. Mô hình bài toán hộp đen thí nghiệm quá trình trụng gà .........................21
Hình 3.3. Dụng cụ đo và kích thước bể trụng ..........................................................22
Hình 3.4. Biểu đồ biến thiên nhiệt độ theo thời gian ..............................................23
Hình 3.5. Thiết bị đo nhiệt độ Ulab 006p CMA.......................................................23
Hình 3.6. Đồng hồ bấm giây ....................................................................................24
Hình 3.7. Lông còn sót trên gà ................................................................................24
Hình 3.8. Thiết bị cân lông gà SCALTEC ...............................................................25
Hình 3.9. Thiết bị đo công suất ................................................................................25
Hình 3.10. Cân đồng hồ ............................................................................................25
Hình 3.11. Quá trình quá độ của máy trụng ............................................................27
Hình 4.1. Lông còn sót trên gà .................................................................................33
Hình 4.2. Sơ đồ bố trí thí nghiệm của phương pháp Box – Behnken ......................38
Hình 4.3. Đồ thị biểu diễn mức độ ảnh hưởng của các hệ số hồi quy đến
phần trăm lông sót ...................................................................................41

xiv


Hình 4.4. Đồ thị biểu diễn mức độ ảnh hưởng của các hệ số hồi quy đến
chi phí năng lượng ...................................................................................42
Hình 4.5. Đồ thị quan hệ giữa các yếu tố ảnh hưởng đến phần trăm lông sót .........44
Hình 4.6. Đồ thị quan hệ giữa các yếu tố ảnh hưởng đến chi phí năng lượng .........45
Hình 4.7. Sơ đồ cấu tạo máy trụng liên tục được điều khiển nhiệt độ bằng
điện trở .....................................................................................................48
Hình 4.8. Sơ đồ khối điều khiển máy trụng .............................................................48
Hình 4.9. Sơ đồ khối bộ phận điều khiển máy trụng ...............................................49

Hình 4.10. Giải thuật điều khiển PID ......................................................................49
Hình 4.11. Sơ đồ điều khiển vòng kín ......................................................................50
Hình 4.12. Đường đặc tuyến của máy trụng ...........................................................50
Hình 4.13. Sơ đồ khối bộ biến đổi điện áp..............................................................51
Hình 4.14. Mạch chỉnh lưu bán điều khiển .............................................................51
Hình 4.15. Dạng sóng điện áp ra .............................................................................52
Hình 4.16. Quan hệ tuyến tính giữa điện áp và góc kích .......................................52
Hình 4.17. Giao diện điều khiển máy trụng thông qua WinCC ...............................53
Hình 4.18. Điều khiển lượng nước trụng .................................................................53
Hình 4.19. Giải thuật điều khiển theo kiểu ON-OFF ..............................................54
Hình 4.20. Giao diện WinCC 6.0 điều khiển máy trụng ..........................................56
Hình 4.21. Biểu đồ biểu diễn sự phụ thuộc nhiệt độ theo thời gian .........................56

xv


DANH SÁCH CÁC BẢNG
BẢNG

TRANG

Bảng 3.1. Cách xác định thông số PID....................................................................28
Bảng 4.1. Kết quả thí nghiệm đơn yếu tố theo thể tích nước trụng..........................30
Bảng 4.2. Kết quả thí nghiệm đơn yếu tố theo nhiệt độ trụng..................................31
Bảng 4.3. Kết quả thí nghiệm đơn yếu tố theo thời gian trụng ................................32
Bảng 4.4. Miền thực nghiệm theo phương án thực nghiệm bậc I ............................35
Bảng 4.5. Ma trận thí nghiệm và kết quả thực nghiệm ở dạng thực ........................36
Bảng 4.6. Miền thực nghiệm theo phương án thực nghiệm bậc II
Box–Behnken ..........................................................................................38
Bảng 4.7. Ma trận thí nghiệm và kết quả thực nghiệm ở dạng phần trăm

lông sót trên gà và chi phí năng lượng ....................................................39
Bảng 4.8. Các khoảng hợp lý của các yếu tố ảnh hưởng đến phần trăm
lông sót và chi phí năng lượng.................................................................46
Bảng 4.9. Số liệu nhiệt độ ........................................................................................50

xvi


Chương 1
MỞ ĐẦU
1.1 Đặt vấn đề
Trong tình hình đất nước ta hiện nay, gia nhập WTO đã thúc đẩy nền kinh tế
không ngừng phát triển, tạo cơ hội cho các doanh nghiệp giao lưu buôn bán với các
nước trong khu vực và trên thế giới. Việc cải tiến, tự động hóa các máy móc thiết
bị, nâng cao chất lượng và hạ giá thành sản phẩm được các doanh nghiệp quan tâm
triệt để nhằm nâng cao sức cạnh tranh, mở rộng thị trường. Song song đó vấn đề an
toàn vệ sinh thực phẩm là một trong những chủ trương của chính phủ, việc hoàn
thiện công nghệ và thiết bị sản xuất thịt gia cầm sạch, đảm bảo vệ sinh an toàn thực
phẩm mà trong đó khâu giết mổ đóng vai trò rất quan trọng nhằm đáp ứng nhu cầu
cho người tiêu dùng và có ý nghĩa rất lớn trong việc giảm dịch bệnh. Hơn nữa, đây
là một trong những giải pháp cần thiết và cấp bách thực hiện chỉ thị 30/2005/CTTTg được ký ngày 26/9/2005 của thủ tướng Chính phủ về quy hoạch giết mổ trong
phạm vi cả nước.
Với nhu cầu giết mổ gia cầm qui mô tập trung và đảm bảo an toàn vệ sinh thực
phẩm theo chủ trương của chính phủ, nhiều tỉnh thành đã quy hoạch giết mổ và
nhiều công ty đã đầu tư các dây chuyền năng suất lớn, tự động. Tuy nhiên hầu hết
các dây chuyền hiện đại này điều nhập từ nước ngoài với giá thành cao và một số
yếu tố làm việc chưa phù hợp với điều kiện Việt Nam. Vì vậy nghiên cứu thiết bị
thuộc hệ thống giết mổ gà là cần thiết và có ý nghĩa lớn góp phần hạ giá thành thiết
bị và nâng cao chất lượng sản phẩm.
Trong hệ thống giết mổ gà, máy trụng là một trong các khâu quan trọng ảnh

hưởng đến năng suất, chi phí năng lượng và chất lượng sản phẩm. Một số nghiên

1


cứu về máy trụng đã được công bố như patent số 2479395, 2571032, 4947528,
4852215, 2649615, 4996741.
Theo Jerrel (1970), các chế độ trụng gà được phân loại thành các kiểu trụng
mềm với nhiệt độ từ 510C ÷ 550C trong thời gian 90 ÷120 giây, và trụng cứng với
nhiệt độ từ 590C ÷ 650C trong thời gian 30 ÷ 75 giây.
Theo Nguyễn Văn Hùng (2007), quá trình trụng nước nóng ảnh hưởng đến
chất lượng sản phẩm sau khi đánh lông. Nhiệt độ và thời gian trụng phải xác định
phù hợp cho từng loại gia cầm. Máy trụng thiết kế theo nguyên lý liên tục với hệ
thống sục khí làm cho tất cả các phần trên gia cầm được trụng đều.
Tuy nhiên, nhằm nâng cao mức độ tự động hóa thiết bị, và xác định chế độ
làm việc tối ưu của máy trụng phụ thuộc vào các yếu tố làm việc như: nhiệt độ
trụng, thời gian trụng và thể tích nước trụng, và với mong muốn ứng dụng kiến thức
đã học vào thực tế, được sự chấp thuận của Tiểu ban đào tạo sau đại học - Trường
Đại học Nông Lâm Thành phố Hồ Chí Minh, và được sự hướng dẫn của thầy TS.
Nguyễn Văn Hùng, chúng tôi đề xuất xin thực hiện đề tài:
“ NGHIÊN CỨU TỐI ƯU HÓA VÀ ĐIỀU KHIỂN CÁC THÔNG SỐ
LÀM VIỆC CỦA MÁY TRỤNG LIÊN TỤC TRONG DÂY CHUYỀN GIẾT
MỔ GÀ ”
1.2 Mục tiêu
- Nghiên cứu tối ưu hóa và điều khiển các thông số làm việc của máy trụng
liên tục trong dây chuyền giết mổ gà.
- Nghiên cứu thực nghiệm nhằm đạt được các thông số làm việc tối ưu của
máy trụng trong dây chuyền giết mổ gà 1000 con/giờ. Trong phạm vi giới hạn của
luận văn, các thông số dự kiến ảnh hưởng đến chất lượng gà sau khi đánh lông do
máy trụng gồm thể tích nước trụng, nhiệt độ trụng và thời gian trụng.

- Nghiên cứu ứng dụng điều khiển tự động với PLC S7 − 200, phương pháp
điều khiển PID (Proportional, Intergral và Derivative) cho nhiệt độ trụng nhằm nâng
cao độ chính xác cũng như giảm khoảng chênh lệch nhiệt độ trong quá trình điều
khiển.
2


Với các mục tiêu trên tính mới của đề tài là nghiên cứu trên dây chuyền
1000con/giờ với gà Tam hoàng nuôi công nghiệp, bổ sung nghiên cứu thực nghiệm
trên ba yếu tố thể tích nước trụng, nhiệt độ trụng và thời gian trụng; phần điều khiển
tự động bổ sung nghiên cứu điều khiển PID và với PLC S7 − 200 dựa trên phần
mềm WinCC.
Ngoài việc nâng cao kiến thức thông qua nghiên cứu, kết quả của luận văn
với các thông số làm việc hợp lý sẽ được sử dụng hữu ích trong việc thiết kế chế tạo
các dây chuyền có năng suất khác nhau trong khoảng nhỏ hơn 2000 con/giờ, góp
phần nâng cao chất lượng sản phẩm của hệ thống giết mổ gà ở việt nam và nâng cao
mức độ an toàn vệ sinh thực phẩm trong giết mổ gà.

3


Chương 2
TỔNG QUAN
2.1 Tổng quan về gà Tam hoàng
Theo khái niệm wikipedia (2010), gà Tam hoàng là một giống gà nuôi có xuất
xứ từ tỉnh Quảng Đông - Trung Quốc (hình 2.1), được nuôi phổ biến ở một số nước
để lấy thịt và trứng. Đây là một giống gà thuần hoá, dễ nuôi và lớn nhanh và là loại
gà thích nghi tốt với kiểu nuôi chăn thả cũng như chăn nuôi công nghiệp, có năng
suất cao, chất lượng thịt thơm ngon, phù hợp với thị hiếu người tiêu dùng.
Gà Tam hoàng có bộ lông màu vàng nhạt, chân vàng, mỏ vàng (nên được gọi

là gà Tam hoàng), đuôi có lông đen lẫn vàng, cơ thể hình tam giác, thân ngắn, lưng
bằng, chân ngắn, hai đùi phát triển, chiều cao trung bình, trọng lượng khoảng 1,5 kg
đến 4 kg, một con gà Trống trưởng thành trung bình nặng từ 1,5 ÷ 4 kg, gà Mái
trưởng thành nặng từ 1,2 ÷ 2,5 kg, thịt gà vàng và rất chắc thịt.
Để đạt 1 kg tăng trọng thì người nuôi phải tiêu tốn hết 2,2 ÷ 2,5 kg thức ăn. Gà
Tam hoàng có khả năng kháng bệnh tốt, chính vì vậy được nuôi phổ biến đặc biệt là
ở Việt Nam.
Mỗi dòng gà khác nhau có năng suất khác nhau.
+ Dòng Jiangcun: Màu vàng nhạt, trọng lượng gà mái trưởng thành từ 1,2 ÷ 2
kg, gà trống 1,6 ÷ 2,8 kg, trọng lượng lúc 10 tuần tuổi đạt 1,4 kg/con, lượng thức ăn
tiêu tốn 2,85 kg/kg tăng trọng.
+ Dòng 882: Màu vàng sậm, chân cao, da vàng, mào đơn, nuôi 3 đến 5 tháng
đạt 1,6 ÷ 2 kg, lượng thức ăn tiêu tốn 2,75 kg/kg tăng trọng.

4


Hình 2.1. Gà Tam hoàng
2.2 Tổng quan về máy trụng trong dây chuyền giết mổ gà
Trong dây chuyền giết mổ gà máy trụng là một trong những khâu nằm trong
sơ đồ công nghệ như sau:
2.2.1 Công nghệ giết mổ gà
CUNG CẤP

Máu

GÂY CHOÁNG
VÀ CẮT TIẾT
TRỤNG NƯỚC NÓNG

Lông

ĐÁNH LÔNG

Đầu-Chân

Cổ

MOI RUỘT
THU VÀ CHẾ BIẾN
RUỘT

Chế biến sản
phẩm phụ

LÀM LẠNH GIA CẦM
Xương
Da

CÂN VÀ PHÂN CHIA
ĐÓNG GÓI VÀ DÁN
NHÃN
BẢO QUẢN LẠNH
PHÂN PHỐI

Hình 2.2. Qui trình giết mổ gia cầm

5

Tim

Gan
Mề


 Theo Matusovic (1976), hệ thống giết mổ gia cầm được chia ra làm các
công đoạn như: hệ thống xử lý trước khi chế biến, hệ thống giết mổ, hệ thống xử lý
sau chế biến.
- Hệ thống xử lý trước khi chế biến bao gồm các bộ phận tẩy rửa, tẩy uế và
đảm bảo điều kiện thích hợp cho gia cầm còn sống.
- Hệ thống giết mổ bao gồm gây choáng, cắt tiết, trụng nước nóng, đánh lông,
moi ruột, thu và chế biến ruột.
- Hệ thống xử lý sau chế biến bao gồm làm lạnh gia cầm, cân, phân chia, đóng
gói, dán nhãn và bảo quản.
Qui trình giết mổ gia cầm hiện đại, theo các tài liệu của các công ty như: Stork
(Nertherlands), Linco (Denmark), E.M.F.- SAB (Germany)…, bao gồm các bước
như hình 2.2. Gà sau khi tẩy rửa treo lên băng chuyền, được gây choáng làm cho gà
bị ngất và cắt tiết. Sau đó gà được trụng nước nóng làm cho lông mềm hơn để dễ
lấy lông và đi qua máy đánh lông, tiếp theo gà được đưa vào bộ phận moi ruột, cắt
đầu, cổ, chân, cánh. Cuối cùng thành phẩm được làm lạnh, cân và phân chia theo
chất lượng, đóng gói và dán nhãn.
Trong hệ thống giết mổ gia cầm qui mô nhỏ hai bộ phận quan trọng nhất là bộ
phận trụng và đánh lông. Trong giới hạn của luận văn này chúng tôi chỉ nghiên cứu
bộ phận trụng.
2.2.2 Máy trụng trong dây chuyền giết mổ gà
Máy trụng trong dây chuyền giết mổ gà nhằm mục đích làm cho lông gà được
mềm hơn để dễ nhổ, có hai loại kiểu máy trụng: đối với qui mô nhỏ hơn 300
con/giờ người ta dùng máy trụng kiểu mẻ và qui mô lớn hơn 300 con/giờ dùng máy
trụng kiểu liên tục.
2.2.2.1 Máy trụng kiểu mẻ
 Theo Kimball (2005), sơ đồ thể hiện như hình 2.3, nguyên lý hoạt động của

máy như sau: gà được móc vào giá (2), quá trình trụng được tiến hành nhờ động cơ
(5) và tay quay (6) làm cho dây cáp (4) kéo, thả ống treo gà chuyển động lên xuống
để nhúng gà vào thùng trụng (1).

6


Ưu điểm của máy giá thành rẻ, dễ sử dụng, linh động. Với nguyên lý hoạt
động của máy 6 con/mẻ, năng suất khoảng 80 con/giờ nên máy cho năng suất thấp,
phù hợp với các dây chuyền giết mổ qui mô nhỏ. Do máy trụng kiểu mẻ lượng nước
không được bù liên tục và không trang bị thiết bị tự động nên nhiệt độ và thời gian
trụng không đều.

(a)

(b)

Hình 2.3. Sơ đồ máy trụng kiểu mẻ
(a) Sơ đồ nguyên lý

(b) Máy trụng kiểu mẻ

1.Thùng nước nóng; 2. Móc treo gà; 3. Ống treo gà; 4. Dây cáp; 5. Động cơ;
6. Tay quay
 Theo Hanson (1948), sơ đồ thể hiện như hình 2.4, nguyên lý hoạt động của
máy như sau: gà được đưa vào lồng (1) khóa chặt bởi chốt (2). Quá trình trụng được
tiến hành nhờ động cơ (5) và các cơ cấu truyền động làm cho lồng (1) quay quanh
chốt (9) xuống bể nước trụng (7), sau một khoảng thời gian trụng lồng (1) quay lên
công nhân lấy gà ra và đưa vào máy đánh lông.

7


Hình 2.4. Sơ đồ nguyên lý máy trụng kiểu mẻ
1. Lồng chứa gà; 2. Chốt khóa; 3. Công tắc khởi động; 4. Cơ cấu truyền động;
5. Động cơ; 6. Khung máy; 7. Bể nước trụng; 8. Ống đo mực nước; 9. Chốt quay.
Ưu điểm của máy giá thành rẻ, dễ sử dụng, linh động. Với nguyên lý hoạt
động của máy 10 con/mẻ, năng suất khoảng 120 con/giờ nên máy cho năng suất
thấp, phù hợp với các dây chuyền giết mổ qui mô nhỏ. Do máy trụng kiểu mẻ lượng
nước không được bù liên tục và không trang bị thiết bị tự động nên nhiệt độ và thời
gian trụng không đều.
2.2.2.2 Máy trụng kiểu liên tục
Đối với máy trụng kiểu liên tục, chất lượng sản phẩm gà tốt nhất phụ thuộc
vào chế độ hoạt động với hai yếu tố nhiệt độ trụng và thời gian trụng. Có nhiều kiểu
máy trụng liên tục tùy thuộc vào năng suất, luận văn này chỉ trình bày tóm tắt hai
loại như sau:
2.2.2.2.1 Máy trụng liên tục trong dây chuyền 300 con/giờ
 Theo USE Poultry Tech (2010), sơ đồ thể hiện như hình 2.5, nguyên lý hoạt
động của máy như sau: gà được treo lên dây chuyền (1,2), sau khi bị gây choáng gà
sẽ đi qua máng cắt tiết rồi vào bể trụng (3), bể trụng làm việc nhờ dòng không khí
thổi sục trong nước nóng tạo ra nhiều bọt khí nhờ vào động cơ và quạt khí (5) giúp
cho nhiệt độ trong nước được đều hơn.

8