Nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số chính đến chi phí năng lượng của máy trộn thức ăn gia súc kiểu vít đứng

..

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP
…………………………………………..

LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT
NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ THƠNG SỐ
CHÍNH ĐẾN CHI PHÍ NĂNG LƯỢNG CỦA MÁY TRỘN
THỨC ĂN GIA SÚC KIỂU VÍT ĐỨNG

ĐỖ THỊ TÁM

THÁI NGUYÊN-2008


ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP
…………………………………………..

LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT
NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ THƠNG SỐ
CHÍNH ĐẾN CHI PHÍ NĂNG LƯỢNG CỦA MÁY TRỘN
THỨC ĂN GIA SÚC KIỂU VÍT ĐỨNG

Học viên :
Đỗ Thị Tám

Người HD khoa học: GS.TSKH Phạm Văn Lang

THÁI NGUYÊN 2008


LỜI NĨI ĐẦU
Theo thống kê của Viện Cơ điện nơng nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch,
hiện nay thức ăn chăn nuôi công nghiệp mới đạt 3,5 3,8 triệu tấn/năm, tức là chiếm
khoảng 30% tổng số thức ăn sử dụng trong chăn ni, trong khi đó chỉ tiêu bình
qn trên thế giới là 48%, các nước công nghiệp phát triển đạt 80 90%
Việc nghiên cứu, cơ giới hóa khâu chế biến thức ăn chăn ni ở Việt Nam
(nói chung) và sản xuất thức ăn chăn nuôi ở vùng xa, vùng sâu phù hợp với điều
kiện kinh tế xã hội đang là vấn đề cấp bách.
Qua phân tích tình hình phát triển thức ăn chăn ni ở Việt Nam, những khó
khăn tồn tại trong sản xuất thức ăn chăn nuôi hiện nay, tình hình nghiên cứu và
chuyển giao máy, thiết bị phục vụ chế biến thức ăn chăn nuôi ở Việt Nam thời gian
qua, thông qua khảo sát các loại mô hình đầu tư, tác giả thấy cần phải nghiên cứu
sản xuất máy chế biến thức ăn gia súc tại Việt Nam (chủ yếu là máy trộn và nghiền)
trong mơ hình cơ sở chế biến phân tán, bán công nghiệp quy mơ 1 – 2 tấn/h.
Vì thế, sau thời gian học tập tại Khoa Sau đại học – Trường đại học Kỹ thuật
Công nghiệp, tác giả đã lựa chọn, thực hiện luận văn tốt nghiệp thạc sỹ chuyên
ngành Công nghệ chế tạo máy với đề tài:
“NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ THƠNG SỐ CHÍNH ĐẾN CHI PHÍ
NĂNG LƯỢNG CỦA MÁY TRỘN THỨC ẮN GIA SÚC KIỂU VÍT ĐỨNG”

Nội dung luận văn tập trung nghiên cứu về máy trộn thức ăn gia súc trong
mơ hình sản xuất nói trên, nhằm đề xuất thiết kế dãy máy trộn hợp lý
Tác giả xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn và giúp đỡ tận tình của GS.TSKH
Phạm Văn Lang, người đã tạo mọi điều kiện từ nghiên cứu mơ hình, tổ chức thực
nghiệm và hướng dẫn chi tiết trong q trình hồn thành luận văn. Đồng thời, tác

giả bày tỏ lòng biết ơn đối với các nhà khoa học của Viện cơ điện nông nghiệp &
Công nghệ sau thu hoạch: Tiến sỹ Đậu Thế Nhu, Tiến sỹ Nguyễn Năng Nhượng,
Tiến sỹ Nguyễn Sĩ Hiệt đã tận tình giúp đỡ, đặc biệt trong quá trình xem xét điều
tra, xử lý số liệu qua thực nghiệm.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




Tác giả chân thành cám ơn Ban chủ nhiệm HTX Dịch vụ - Chăn nuôi xã
Quý Lộc – Huyện Yên Định – Thanh Hóa, đơn vị Anh hùng thời kỳ đổi mới.
Tác giả bày tỏ lòng biết ơn đối với Ban lãnh đạo Trường Đại học kỹ thuật công
nghiệp, Khoa Sau đại học của Trường đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ trong thời
gian hoàn thành luận văn.
Do năng lực bản thân cịn nhiều hạn chế, nên luận văn khơng tránh khỏi sai
sót, tác giả mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các thầy cơ giáo, các chun
gia và các bạn đồng nghiệp để luận văn được hoàn thiện hơn.
Xin chân thành cảm ơn
Thái Nguyên, tháng 4 năm 2008
Học viên

Đỗ Thị Tám

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




Mục lục

Trang
Lời nói đầu
Mục lục
Mở đầu
1. Tính cấp thiết của đề tài

1

2. Mục đích của đề tài

1

3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

2

4. Phương pháp nghiên cứu

2

5. Đối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu

3

Chương I
Tổng quan về tình hình nghiên cứu - ứng dụng các liên hợp máy chế biến

4

thức ăn gia súc (trong đó có máy trộn) ở trong nước và trên thế giới

1.1. Khái quát tình hình sử dụng liên hợp máy chế biến thức ăn gia súc.

4

1.1.1.Khái quát tình hình phát triển thức ăn chăn ni ở Việt Nam

4

1.1.2. Khó khăn tồn tại trong sản xuất thức ăn chăn nuôi hiện nay

7

1.1.3.Tình hình nghiên cứu và chuyển giao máy, thiết bị phục vụ chế biến
thức ăn chăn nuôi ở Việt Nam

8

1.1.3.1.Quy trình chế biến thức ăn chăn ni

8

1.1.3.2 Quy mơ phân tán

9

1.1.3.3.Quy mô tập trung

10

a, Quy mô 2 -5 tấn/h

10

b, Quy mơ 10 – 30 tấn/giờ và lớn hơn

10

c, Mơ hình đầu tư

11

Nhận xét

11

1.2. Tình hình nghiên cứu khoa học về máy trộn thức ăn gia súc

12

1.2.1.Tình hình và kết quả nghiên cứu máy trộn trên thế giới

12

1.2.2.Tình hình và kết quả nghiên cứu máy trộn ở Việt Nam

18

1.2.3 Những tồn tại trong nghiên cứu máy trộn thức ăn gia súc kiểu vít đứng

19

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




Kết luận chương I

19

Chương II
Nghiên cứu quy luật chyển động của khối hỗn hợp bột trong máy trộn

21

vít đứng; Nghiên cứu lý thuyết đồng dạng – mơ hình - thứ nguyên
2.1. Phương trình chuyển động của khối bột trong thùng trộn

21

a, Phương trình chuyển động của khối bột ở phần nón cụt

22

b) Phương trình chuyển động của khối bột ở phần thùng hình trụ

26

c) Chuyển động của khối bột trong ống bao

27

d) Điều kiện đảm bảo chuyển động liên tục của khối bột trong và ngoài ống bao.

30

Nhận xét

31

2.2. Nghiên cứu cơ sở lý thuyết quy hoạch thực nghiệm

32

2.2.1.Ứng dụng

phương pháp quy hoạch thực nghiệm áp dụng trong

nghiên cứu thực nghiệm đơn yếu tố
2.2.2. Ứng dụng phương pháp quy hoạch thực nghiệm áp dụng trong
nghiên cứu đa yếu tố

33

36

2.2.2.1.Xác định các thơng số chính ảnh hưởng đến máy trộn

36

2.2.2.2.Lập ma trận thí nghiệm, chọn phương án quy hoạch thực nghiệm

37

2.2.2.3. Xử lý kết quả - Xác định mơ hình tốn phương án bậc 1

40

2.2.2.4.Xác định mơ hình tốn bậc 2

43

2.2.2.5. Xác định giá trị tối ưu của các yếu tố hàm mục tiêu

46

2.2.2.6. Giải bài toán thương lượng các giá trị tối ưu giữa hai hàm mục
tiêu chất lượng trộn YK và chi phí năng lượng riêng YN
2.2.2.7. Phương pháp xác định độ trộn đều và chi phí năng lượng riêng

46
47

a) Phương pháp xác định độ trộn đều

47

b) Phương pháp xác định chi phí năng lượng riêng

48

2.3. Cơ sở của lý thuyết đồng dạng - mơ hình- thứ ngun

49

2.3.1.Ứng dụng lý thuyết đồng dạng và mơ hình trong phương pháp nghiên
cứu về cơ điện nơng nghiệp
2.3.2. Mơ hình, bản chất và các dạng mơ hình

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

49
50




2.3.3.Chuẩn số đồng dạng

52

2.3.4. Lý thuyết thứ nguyên

53

2.3.5.Nguyên lý của lý thuyết đồng dạng - Định lý đồng dạng

54

2.3.5.1.Định lý đồng dạng thứ nhất

54

2.3.5.2. Định lý đồng dạng thứ hai - định lý

55

2.3.5.3.Định lý đồng dạng thứ ba

55

2.3.6. Phương pháp xác định chuẩn số đồng dạng

56

Kết luận chương II

58

Chương III
Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số đến chất lượng trộn 59
và chi phí năng lượng riêng của máy trộn TK – 1A
3.1.Giới thiệu tóm tắt đặc điểm kỹ thuật máy trộn TK – 1A

59

3.1.1. Các thông số cơ bản của máy trộn

59

3.1.2. Cấu tạo máy trộn TK – 1A

60

3.1.3.Tính tốn thiết kế bộ truyền đai tốc độ 200v/ ph và 400v/ph cho
máy trộn TK – 1A
3.2.Kết quả thực nghiệm đơn yếu tố

61
63

3.2.1. Xác định ảnh hưởng của tốc độ vít trộn x1 tới chất lượng trộn yK và
chi phí năng lượng riêng yN

63

a) Xác định ảnh hưởng của tốc độ vít trộn x1 tới chất lượng trộn yK

63

b) Xác định ảnh hưởng của tốc độ vít trộn x1 tới chi phí năng lượng riêng yN

65

Kết luận

66

3.2.2. Xác định ảnh hưởng của tải trọng q x 2 tới chất lượng trộn yK và
chi phí năng lượng riêng yN

67

a) Xác định ảnh hưởng của tải trọng q x2 tới chất lượng trộn yK

68

b) Xác định ảnh hưởng của tải trọng q x2 tới chất lượng trộn yN

70

Kết luận

71

3.3 Kết quả thực nghiệm đa yếu tố

73

3.3.1 Ảnh hưởng của vận tốc x1 và tải trọng x2 đến chi phí năng lượng riêng YN

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

73




3.3.2 Ảnh hưởng của vận tốc x1 và tải trọng x2 đến chất lượng trộn yK
3.3.3.Giải bài toán thương lượng giữa hàm chi phí năng lượng riêng YN và

hàm chất lượng trộn YK
Kết luận chương III

76
79
80

Chương IV
Ứng dụng lý thuyết đồng dạng, mơ hình, tính tốn lực cản chuyển động 81
trong môi trường nhớt, dễ rơi và xác định dãy máy trộn
4.1. Những nguyên tắc chung của quá trình ứng dụng lý thuyết đồng dạng 81
trong nghiên cứu máy trộn
4.2. Tính tốn chi phí năng lượng trên đơn vị thể tích vật liệu của máy trộn (kiểu 85
vít đứng) và đề xuất dãy máy trộn phù hợp qui mô sản xuất ở vùng nông thôn
Nhận xét

88

Kết luận chương IV

88

Kết luận chung

89

Nhận xét về mức độ hoàn thành nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài luận văn

90

Những vấn đề cần nghiên cứu tiếp

91

Hợp đồng kinh tế
Phụ lục (Một số hình ảnh thực nghiệm)
Tài liệu tham khảo

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




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

Đỗ Thị Tám

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




BẢNG KÝ HIỆU VÀ ĐƠN VỊ
KÝ

ĐƠN VỊ

Ý NGHĨA

HIỆU

ĐO

Hệ số chứa ống bao
(hoăc ) Khối lượng riêng của hỗn hợp bột thức ăn chăn ni

kg/m3

µ

Hệ số nhớt động học

g/m.s

d

Đường kính cánh trộn

m

fcs

Diện tích của cửa sổ (hình vng) trong máy trộn

m2

g

Gia tốc trọng trường

m.s-2

l

Chiều dài ống

m

N

Công suất cần thiết cho bộ phận trộn

kW

n

Số vịng quay của trục máy trộn

min-1

p

Chi phí áp suất trong ống

N/m2

q

Lưu lượng khối bột qua đáy của bộ phận trộn

m3/h; kg/h

Q

Năng suất của liên hợp máy

t/h; kg/s

R

Bán kính phần hình trụ (hoặc bán kính lớn của phần hình nón)

m

s

Bước trục vít

m

v

Tốc độ đầu cánh bộ phận trộn

m.s-1

x1

Vận tốc vít trộn

v/ph

x2

Khối lượng hỗn hợp bột trong một mẻ trộn

kg/mẻ

YK

Độ trộn đều

%

YN

Mức chi phí điện năng riêng

kWh/t

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




-1-

ĐẶT VẤN ĐỀ
1. Tính cấp thiết của đề tài.
Cơng nghiệp hố, hiện đại hố nơng nghiệp nơng thơn là một chủ trƣơng lớn
của Đảng và nhà nƣớc nhằm thúc đẩy kinh tế phát triển, tạo công ăn việc làm, tăng
thu nhập cho ngƣời dân, đƣa nông thôn nƣớc ta tiến lên văn minh, hiện đại. Đại hội
Đảng toàn quốc lần thứ X (4-2006) đã xác định: “…Sau những năm đổi mới, nông
nghiệp nông thôn nƣớc ta đã thu đƣợc nhiều thành tựu đáng kể, tuy nhiên còn nhiều
vấn đề về sản xuất, đời sống của nhân dân đang nổi lên gay gắt. Vì vậy nơng nghiệp
phải tạo ra đƣợc chuyển biến mạnh mẽ: vừa tiếp tục tăng trƣởng về số lƣợng, về
nhịp độ, về tỷ suất hàng hoá đồng thời nâng cao chất lƣợng sản phẩm, tăng khả
năng cạnh tranh, đảm bảo sản xuất có hiệu quả…”
Cơ giới hố - điện khí hố nơng nghiệp là một nhiệm vụ hết sức quan trọng
trong toàn bộ sự nghiệp CNH-HĐH: từng bƣớc thực hiện cơ khí hố các khâu sản
xuất, chế biến sau thu hoạch.
Đối với ngành nông nghiệp, Nghị quyết 09/2000/NC-CQ của Chính phủ nêu
rõ: “ Ứng dụng rộng rãi thành tựu khoa học công nghệ mới và sản xuất nông
nghiệp…phải đƣa trình độ KHCN của nhiều ngành trong nơng nghiệp đuổi kịp các
nƣớc trong khu vực và nâng mức đóng góp của khoa học cơng nghệ vào giá trị gia
tăng của nông nghiệp từ 30% hiện nay lên trên 50% trong thập kỷ tới”. Để sớm đƣa
chăn nuôi trở thành một ngành chính, một trong những nhân tố quan trọng là phát
triển công nghiệp chế biến thức ăn gia súc với các qui mô nhỏ, vừa và lớn với trang
thiết bị đồng bộ nhằm nâng cao chất lƣợng, giảm giá thành sản phẩm, trong đó có
khâu nghiền, trộn thức ăn là quan trọng.
Xuất phát từ đặc điểm tình hình nêu trên, việc nghiên cứu hoàn thiện một
số cơ cấu của máy trộn thức ăn chăn nuôi đang là vấn đề cấp bách và có ý nghĩa
thực tiễn.
2. Mục đích của đề tài
Nghiên cứu, xác định các yếu tố ảnh hƣởng đến chất lƣợng và chi phí năng lƣợng
riêng của máy trộn, trên cơ sở đó tìm dãy máy trộn phù hợp quy mơ sản xuất hộ gia đình.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




-2-

3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
a. Ý nghĩa khoa học
Hiện nay, các loại máy trộn đƣợc chế tạo và sử dụng rất nhiều trong các dây
chuyền chế biến thức ăn gia súc quy mô vừa và nhỏ. Tuy nhiên, việc nghiên cứu các
loại máy này chƣa mang tính tồn diện, chủ yếu dựa vào phƣơng pháp phân tích cấu
trúc, thơng qua thực nghiệm. Việc xác định các thơng số của q trình trộn và các
quy luật trộn gặp nhiều khó khăn, chủ yếu là do nhiều yếu tố ảnh hƣởng đến tính
chất động lực học của máy trộn: nguyên lý trộn, cơ lý tính của các thành phần thức
ăn, các chỉ số công nghệ…Trên cơ sở nghiên cứu ảnh hƣởng của một số thông số
cấu tạo và sử dụng (thời gian trộn, khối lƣợng một mẻ trộn, chi phí cơng suất, tốc độ
của vít trộn), để sản phẩm đạt đƣợc hàm lƣợng khoa học, đề tài luận văn đã kết hợp
nghiên cứu phƣơng pháp truyền thống và nghiên cứu hiện đại nhƣ điều tra, tập hợp
thông tin, tham gia thiết kế cải tiến để trên cơ sở đó hồn thiện cơng nghệ chế tạo.
Đề tài đã áp dụng một số phƣơng pháp toán học trong nghiên cứu chế tạo máy cơ
khí nhƣ: phƣơng pháp đồng dạng và phân tích thứ nguyên, phƣơng pháp quy hoạch
thực nghiệm, sử dụng chƣơng trình tính tốn trên máy tính nhằm tăng độ tin cậy và
kết quả thu nhận đƣợc.
b. Ý nghĩa thực tiễn
- Đúc kết, lựa chọn xác định các thông số hợp lý của các loại máy trộn đang sử
dụng tại Thái Nguyên và Thanh Hoá.
- Đề xuất dãy máy trộn công suất 1 2 t/h cho quy mơ hộ gia đình theo nhu cầu hiện nay.
Dãy máy trộn đề xuất, thiết kế chế tạo (cùng Trung tâm Cơ điện nông nghiệp và ngành

nghề nông thôn thực hiện) đã đƣợc cơ sở sản xuất ký hợp đồng lắp đặt. Điều này cho
thấy mẫu máy trộn MT - 1, MT - 2 đang có thị trƣờng tiêu thụ với điều kiện chất lƣợng
chế tạo và giá thành vừa phải. Từ thực tiễn của đề tài, cho thấy chúng ta hồn tồn làm
chủ đƣợc cơng nghệ chế tạo và có thể ứng dụng rộng trong sản xuất.
4. Phƣơng pháp nghiên cứu
- Phƣơng pháp quy hoạch thực nghiệm, lý thuyết đồng dạng và phép phân tích
thứ ngun

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




-3-

5. Đối tƣợng nghiên cứu, phạm vi nghiên cứu
- Một số thơng số chính của máy trộn bột khơ, kiểu vít đứng TK-1A: Thời gian trộn,
khối lƣợng một mẻ trộn, chi phí cơng suất, tốc độ của vít trộn...
- Nghiên cứu chuyển động của khối hỗn hợp trong máy trộn.
- Nghiên cứu ứng dụng lý thuyết đồng dạng và phân tích thứ nguyên, đề xuất dãy
máy trộn phù hợp với điều kiện thực tế.
- Địa điểm nghiên cứu thực nghiệm : tại HTX Dịch vụ - Chăn nuôi xã Quý lộc,
Huyện Yên Định, tỉnh Thanh Hóa.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




-4-

Chƣơng I
TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU - ỨNG DỤNG CÁC LIÊN
HỢP MÁY CHẾ BIẾN THỨC ĂN GIA SÚC (TRONG ĐÓ CÓ MÁY TRỘN)
Ở TRONG NƢỚC VÀ TRÊN THẾ GIỚI
1.1. Khái quát tình hình sử dụng liên hợp máy chế biến thức ăn gia súc.
1.1.1.Khái quát tình hình phát triển thức ăn chăn nuôi ở Việt Nam.
Giai đoạn 1986 – 1990 do ảnh hƣởng của nền sản xuất kế hoạch tập trung, sản
xuất thức ăn chăn nuôi chủ yếu tập trung ở các xí nghiệp quốc doanh với thiết bị kỹ
thuật của Đông Âu và Cuba nhƣ hệ thống thiết bị của Hungari công suất 2 tấn/h;
Bungari, Cuba công suất 5 tấn/h; Nam Tƣ 10 tấn/h, phục vụ cho các xí nghiệp chăn
ni quốc doanh. Giai đoạn này trên 80% đầu gia súc chăn nuôi quy mô nhỏ, quảng
canh hộ gia đình theo phƣơng pháp truyền thống, tận dụng phụ phế phẩm trong nông
nghiệp, chăn nuôi thâm canh hầu nhƣ chƣa phát triển; chăn nuôi hợp tác xã tổ chức
các trại chăn nuôi nhỏ 20 30 con lợn, chủ yếu là lợn lai kinh tế, chăn nuôi công
nghiệp và bán cơng nghiệp của các đơn vị quốc doanh có quy mô 500

1000 lợn,

gia cầm 5000 10000 con đƣợc nhập giống từ Cuba và một số nƣớc khác nhƣng
không nhiều. Chăn ni kém phát triển, do đó sản lƣợng thức ăn sản xuất thấp; chất
lƣợng chƣa cao, thiết bị công nghệ lạc hậu.
Từ năm 1990 - 1996 kinh tế phát triển nhanh, tốc độ tăng trƣởng GDP hằng
năm bình quân 6 7 %, sản lƣợng nông nghiệp đạt đƣợc nhiều thành tựu đáng kể,
tốc độ tăng trƣởng hàng năm bình qn đạt 4,5%. Chăn ni hàng hóa phát triển,
nhu cầu thức ăn chăn ni lớn, do đó nhiều doanh nghiệp trong và ngoài nƣớc đã
đầu tƣ sản xuất thức ăn chăn nuôi với nhiều loại thiết bị, công nghệ hiện đại, tiên
tiến có cơng suất từ 30.000

200.000 tấn/năm. Giai đoạn này phát triển nhanh các

dây chuyền có cơng suất từ 5000

10000 tấn/năm do trong nƣớc chế tạo, chủ yếu

là thuộc sở hữu tƣ nhân, hoặc các trang trại chăn nuôi sản xuất tự cung cấp. Các
công ty 100% vốn đầu tƣ nƣớc ngồi có dây chuyền đồng bộ thiết bị hiện đại, công
nghệ tiên tiến, công suất 100000

200000 tấn / năm nhƣ Proconco; CP Group…

Các hãng này có ƣu thế về công nghệ và thiết bị nên chất lƣợng sản phẩm ổn định,

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




-5-

đặc biệt có kinh nghiệm trong chính sách tiếp thị, quảng cáo linh hoạt, nhạy bén.
Các đơn vị sản xuất thức ăn trong nƣớc bị khủng hoảng, sản lƣợng thấp, thị phần
sản phẩm chiếm khoảng 20% do thiết bị cũ, công nghệ lạc hậu, chất lƣợng sản
phẩm chƣa cao.
Giai đoạn 1997 – 2007 cùng với sự phát triển mạnh trong nơng nghiệp,
chăn ni hàng hóa phát triển nhanh, nhiều trang trại chăn ni đã hình thành,
nhu cầu thức ăn lớn, đồng thời là lĩnh vực thu lợi nhuận cao. Do đó nhiều đơn vị
trong và ngồi nƣớc đã đầu tƣ và sản xuất thức ăn chăn nuôi. Cargill, AFC (Mỹ);
Biomin (Áo); Hàn Quốc; Đài Loan; Trung Quốc; Conffeed (Indonexia)…Các
công ty Group (Thái Lan), Proconco (Pháp) thì mở rộng cơng suất; các cơ sở hợp

tác sản xuất trong nƣớc đã đầu tƣ các dây chuyền đồng bộ hiện đại, thiết bị của
Van – Aarsen (Hà Lan) nhƣ Bình Định, Đồng Nai, Tiền Giang… Nhiều đơn vị
đã xây dựng thƣơng hiệu có uy tín bằng chất lƣợng, giá cả và đa dạng hóa sản
phẩm nhƣ: thức ăn gia súc VINA, Thanh Bình, Long Châu (Đồng Nai),
DABACO (Bắc Ninh)…
Theo kết quả tổng điều tra nông thôn, nông nghiệp và thủy sản năm 2006,
công bố năm 2007 của Tổng cục thống kê, cho thấy yêu cầu thức ăn chăn nuôi ngày
càng trở nên cấp bách do đó cần đầu tƣ trang bị, sử dụng nhiều máy chế biến thức
ăn chăn ni (nghiền, trộn…). Tính đến nay, toàn quốc đã trang bị 38.264 máy chế
biến thức ăn chăn ni (trong đó có khoảng 30% là máy trộn với cơng suất từ
1,5 2 t/h). Tính bình quân trên 100 hộ là 0,3 chiếc, tập trung nhiều ở các tỉnh Đông
Bắc nhƣ Lạng Sơn, Bắc Giang, Cao Bằng…Đây là những loại máy có cơng suất
nhỏ. Riêng các loại dây chuyền chế biến thức ăn gia súc ở Đông Nam Bộ, Đồng
bằng sông Cửu long tuy số lƣợng bình qn nhỏ nhƣng cơng suất các loại máy là rất
cao từ 8

30 t/h

Bảng sau nêu kết quả đầu tƣ trang bị của từng vùng trong nƣớc

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




-6-

Bảng 1.1. Mức độ trang bị máy chế biến thức ăn công nghiệp
Đơn vị: chiếc /100 hộ
TT

Tên địa phƣơng

Các loại máy
Máy chế biến
thức ăn chăn ni
0,30
0.18
0,83
0,26
0,39
0,08
0,21
0,13
0,15

Máy sấy
1
2
3
4
5
6
7
8
9

Tồn quốc
Đồng bằng sơng Hồng
Các tỉnh Đông Bắc

Các tỉnh Tây Bắc
Các tỉnh Bắc Trung Bộ
Duyên hải N. Trung Bộ
Tây nguyên
Đông Nam Bộ
Đồng bằng S. Cửu Long

0,64
0,10
3,51
0,14
0,05
0,06
0,27
0,06
0,22

Máy chế biến
lƣơng thực
1,96
1,13
6,64
5,24
1,96
0,54
1,12
0,32
0,17

Nguồn: Tổng cục thống kê 2007

Cũng từ kết quả điều tra tổng kết của Tổng cục thống kê và của đề tài “Qui
hoạch cơ giới hóa sản xuất nông lâm nghiệp ở tỉnh Thái Nguyên của Trung tâm cơ
điện nông nghiệp và ngành nghề nông thôn” cho thấy số lƣợng máy chế biến nông
sản và thức ăn gia súc ở Thái Nguyên là tƣơng đối cao.

Cơ sở chế
biến nông sản
Máy
chế
biến thức ăn
chăn nuôi,
chiếc

Thái
Nguyên

Phú Thọ

Cao
bằng

Tuyên
Quang

Yên Bái

Bắc Kạn

5383

4951

153

3522

2788

673

2033

763

3031

1214

500

469

Riêng Thanh Hóa có 4490 chiếc máy chế biến thức ăn gia súc, tính bình
qn 0,61 chiếc/100 hộ. Đây là một trong những tỉnh miền Trung mặc dù có nguyên
liệu thức ăn chăn nuôi rất dồi dào nhƣng lại là nơi thiếu nhiều máy chế biến thức ăn
gia súc. Về cơ sở chế biến: tồn tỉnh có 10.754 cơ sở chế biến qui mơ xã, bình qn
1,47 cơ sở chế biến /100 hộ, trong đó ở những vùng xa, vùng sâu yêu cầu chế biến
thức ăn chăn nuôi cấp bách nhƣng mức độ đầu tƣ, trang bị máy còn rất thấp nhƣ:
Thạch Thành, Vĩnh Lộc, vv…

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




-7-

Theo thống kê của Viện Cơ điện nông nghiệp và công nghệ sau thu hoạch,
hiện nay thức ăn chăn nuôi công nghiệp mới đạt 3,5 – 3,8 triệu tấn/năm, tức là
chiếm khoảng 30% tổng số thức ăn sử dụng trong chăn ni, trong khi đó chỉ tiêu
bình qn trên thế giới là 48%, các nƣớc công nghiệp phát triển đạt 80 – 90%.
1.1.2. Khó khăn tồn tại trong sản xuất thức ăn chăn nuôi hiện nay
- Thiếu nguyên liệu thức ăn chăn nuôi (thiếu nguyên liệu giàu năng lƣợng nhƣ
ngô, thiếu nguyên liệu giàu Protein nhƣ bột cá chất lƣợng cao, khô dầu các loại
hàng năm phải nhập khẩu 800 – 900 nghìn tấn khơ dầu, đậu tƣơng; phải nhập
khẩu các nguyên liệu nhƣ Vitamin, vi lƣợng, men tiêu hóa, kháng sinh…);
- Sự phối hợp nghiên cứu liên ngành (nông nghiệp, cơng nghiệp, hóa dƣợc…) để
tìm và tạo ra ngun liệu mới chƣa đƣợc quan tâm;
- Do ảnh hƣởng của tƣ duy cơ cấu nông nghiệp truyền thống, chăn nuôi tận dụng,
một số vùng, một số ngƣời chậm đổi mới nhận thức, coi nhẹ chăn nuôi trong cơ
cấu nông nghiệp hàng hóa, khơng coi thức ăn chăn ni là then chốt. Đây là khe
hở trong đầu tƣ nghiên cứu, ứng dụng tiến bộ kỹ thuật và tổ chức sản xuất;
- Giá thức ăn chăn ni cịn cao khoảng 15 – 20 % so với khu vực và thế giới nên
giá thành sản phẩm chăn ni chƣa cao.Vì thiếu ngun liệu, máy móc thiết bị
nhập khẩu giá thành cao, khấu hao lớn, cƣớc phí vận chuyển cao so với giá trị
hàng hóa;
- Chất lƣợng thức ăn chăn ni, nhất là ở các cơ sở vừa và nhỏ cịn thấp và khơng
ổn định. Nguyên nhân do công nghệ và thiết bị lạc hậu, thiếu vốn nên không chủ
động đƣợc nguyên liệu;
- Chi phí cho ngun liệu chế biến thức ăn chăn ni khá cao (chiếm khoảng 75 –

80%; mặt khác cơ sở chế biến thức ăn nhỏ (doanh nghiệp, tƣ nhân) còn dùng
nhiều lao động phổ thơng cho nên chi phí chiếm gần 20%.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




-8-

Bảng 1.2. Chi phí cho sản xuất thức ăn chăn nuôi (cho 1 kg) ở một số vùng
Nguyên liệu

Lao động

Năng lƣợng nhiên liệu

Chi phí quản lý

Loại hình vốn đầu tƣ 100% của nƣớc ngồi
80,3

7,4

2,5

9,8

Loại hình doanh nghiệp nhà nƣớc
80,6

7,1

2,6

9,7

Doanh nghiệp tƣ nhân
75,3

19,9

2,7

2,1

Nguồn: TS. Nguyễn Năng Nhượng (2004)-“Một số thành tựu khoa học cơng nghệ
về cơ giới hố chế biến thức ăn chăn nuôi sau 20 năm đổi mới”
Thức ăn chăn nuôi chiếm 65-75% giá thành sản phẩm chăn nuôi, là ngun nhân
chính làm cho giá sản phẩm chăn ni ở Việt Nam cao hơn các nƣớc trong khu vực
15 – 20%. Để nâng cao và ổn định chất lượng, giảm giá thành cần luôn quan tâm
đầu tư tạo đủ nguồn nguyên liệu, cải tiến công nghệ, thiết bị và áp dụng các thành
tựu khoa học công nghệ mới nhất vào lĩnh vực chế biến thức ăn chăn ni.
1.1.3. Tình hình nghiên cứu và chuyển giao máy, thiết bị phục vụ chế biến thức
ăn chăn ni ở Việt Nam.
1.1.3.1.Quy trình chế biến thức ăn chăn ni
Tuỳ thuộc vào giống, q trình sinh trƣởng và phát triển của vật nuôi, nhu cầu
dinh dƣỡng rất khác nhau. Do yêu cầu khắt khe về dinh dƣỡng và nguyên liệu đƣa
vào chế biến rất đa dạng nên trong quy trình chế biến, dù rất hiện đại, thức ăn chăn
nuôi vẫn phải chế biến theo mẻ. Theo cách chung nhất, thức ăn chăn nuôi đƣợc chế

biến theo quy trình sau:

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




-9-

Nguyên liệu
Định lƣợng
Nghiền nhỏ
Trộn đều

Ép tạo viên

Chất bổ
sung
Đóng bao

H 1.1.Quy trình chế biến thức ăn chăn ni

Trong mỗi cơng đoạn chế biến có nhiều phƣơng án và giải pháp kỹ thuật khác
nhau. Nhƣng nhìn chung dây chuyền thiết bị càng tiên tiến thì năng suất, chất lƣợng
sản phẩm càng cao và ổn định. Trên cơ sở quy trình tổng quát, tuỳ thuộc vào mức
độ cơ giới hoá và khả năng tài chính của mình mà các doanh nghiệp quyết định
chọn quy trình cơng nghệ và máy móc, thiết bị phù hợp.
1.1.3.2 Quy mô phân tán
Quy mô chế biến thức ăn chăn ni thƣờng có năng suất 300 – 1000 kg/h sản
xuất các loại thức ăn tổng hợp dạng bột phục vụ chính cho cơ sở chăn ni hoặc

làm dịch vụ tại các thơn xã.
Mơ hình này đã, đang và sẽ tiếp tục phát triển trong tƣơng lai, vì nó tận dụng
đƣợc nguồn ngun liệu sẵn có (cám, ngơ, khoai, sắn…) ở địa phƣơng và thích hợp
cho chăn ni phân tán, quy mô nhỏ ở nông thôn, miền núi, vùng sâu, vùng xa.
Nguồn cung cấp vi lƣợng, đạm, chất bổ sung là thức ăn đậm đặc do các cơ sở quy
mô sản xuất tập trung.
Thiết bị trong các mơ hình này chủ yếu là máy trộn và máy nghiền. Máy trộn
thƣờng dùng máy trộn đứng công suất 100 - 300kg/mẻ do trong nƣớc chế tạo. Rất ít
cơ sở dùng máy trộn ngang, mặc dù máy trộn ngang cho chất lƣợng đồng đều cao
hơn, nhƣng tiêu tốn nhiều điện năng hơn và giá thành cũng cao hơn.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




-10-

Máy nghiền thƣờng có cơng suất 300-1000kg/h do Việt Nam hoặc Trung Quốc
chế tạo. Tuy nhiên, các loại máy nghiền thƣờng lấy sản phẩm ra bằng quạt hút, nên
tăng đáng kể chi phí điện năng, máy hay bị tắc và bụi. Để khắc phục những tồn tại
trên, trong những năm 1990 Viện Cơ điện nông nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch
đã nghiên cứu, chế tạo ra mẫu máy nghiền khơng sàng (sàng ngồi) và phần nào đã
đáp ứng đƣợc yêu cầu của sản xuất.
Có thể nói, các máy móc, thiết bị quy mơ phân tán trong nƣớc hồn tồn chế tạo
đƣợc. Tuy nhiên do một thời gian dài ít đƣợc quan tâm nên chƣa có các cải tiến phù
hợp với sản xuất hiện nay.
1.1.3.3.Quy mô tập trung
Sản xuất thức ăn chăn nuôi ở quy mô tập trung thƣờng năng suất từ 2; 3; 5; 10;
15; 20; 30 tấn/h và lớn hơn.

a, Quy mô 2 -5 tấn/h
Các cơ sở vốn ít, nhất là các cơ sở mới thành lập thƣờng chọn quy mô 2; 3 hoặc
5 tấn/h để đầu tƣ. Sản phẩm chủ yếu là thức ăn tổng hợp và đậm đặc và dạng bột.
Có một số cơ sở đầu tƣ sản xuất thức ăn viên nhƣng chƣa nhiều.
Ở dây chuyền sản xuất thức ăn chăn ni dạng bột, ngồi một số thiết bị phụ trợ
(gầu tải, vít tải, quạt hút…) thiết bị chủ yếu là máy nghiền và máy trộn đứng, nhƣng
đƣợc bố trí hợp lý nên phát huy hiệu quả tƣơng đối cao. Đi tiên phong trong quy mô
này là Viện Cơ điện nông nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch. Từ năm 2000 đến
nay trên 50 dây chuyền đã đƣợc chuyển giao vào sản xuất.
b, Quy mô 10 – 30 tấn/giờ và lớn hơn
Với quy mô 10 – 30 tấn/giờ, hiện tại ở Việt Nam cũng song song tồn tại hai
quy trình cơng nghệ và theo đó là hệ thống máy móc thiết bị. Tuy nhiên, ở quy mô
này hầu hết các máy và thiết bị đƣợc nhập khẩu đồng bộ từ nƣớc ngồi, cơng nghiệp
trong nƣớc chƣa chế tạo đƣợc hoàn chỉnh. Thời gian gần đây, giá thành nhập đồng
bộ dây chuyền cao, nhiều cơ sở chỉ nhập những thiết bị chính, cịn các thiết bị phụ
trợ nhƣ gầu tải, vít tải, thùng chứa…chế tạo trong nƣớc để giảm chi phí đầu tƣ.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




-11-

c, Mơ hình đầu tƣ
+ Đối với chăn ni truyền thống hộ gia đình, đây là hình thức chăn ni tận dụng
các phụ phế phẩm trong nông nghiệp nhƣ xay xát kiêm nghiền ngô, khoai sắn ở nông
thôn, vùng sâu, vùng xa phục vụ nội tiêu tại chỗ là chủ yếu. Ở đây sử dụng máy
nghiền loại nhỏ công suất 200 – 300 kg/h và hầu nhƣ chƣa có máy trộn. Để nâng cao
chất lƣợng thức ăn cần trang bị các máy trộn đứng công suất từ 100 – 300 kg/mẻ.

+ Ở các cơ sở chế biến phân tán, bán công nghiệp quy mô 1 – 2 tấn/h sản xuất chủ
yếu thức ăn tổng hợp dạng bột phục vụ cho nhu cầu chăn ni của cơ sở mình hoặc
dịch vụ nghiền trộn tại địa phƣơng. Thiết bị chủ yếu là máy nghiền, máy trộn đứng,
vít tải, gầu tải, điều khiển thủ công và do trong nƣớc chế tạo. Dự báo trong thời gian
tới mơ hình này sẽ phát triển mạnh vì quy mơ chăn ni tập trung phát triển và vốn
đầu tƣ cho dây chuyền thấp.
+ Quy mô từ 2 – 5 tấn/h với sản phẩm là thức ăn tổng hợp và đậm đặc dạng bột,
thiết bị chủ yếu là máy nghiền, máy trộn đứng và các thiết bị phụ trợ do trong nƣớc
chế tạo. Mơ hình này phát triển mạnh trong thời gian qua. Tuy nhiên để phù hợp với
xu thế phát triển, mơ hình này sẽ dần đƣợc thay thế bằng các dây chuyền đồng bộ
quy mô 4 – 5 tấn/h với sản phẩm dạng bột và viên kết hợp với điều khiển tự động
hoàn toàn hoặc tự động từng công đoạn. Ngoại trừ máy ép viên, tất cả các dây
chuyền đều do trong nƣớc chế tạo, kể cả trung tâm điều khiển.
+ Đối với các cơ sở chế biến công nghiệp công suất từ 10 tấn trở lên, đây là quy mô
đang phát triển mạnh. Các công ty có tên tuổi của nƣớc ngồi đầu tƣ quy mô công
suất 20 – 40 tấn/giờ. Đây là các dây chuyền đồng bộ, thiết bị hiện đại, công nghệ
tiên tiến với mức độ tự động hóa cao. Hiện các dây chuyền này đƣợc nhập đồng bộ
hoặc các máy chính của nƣớc ngồi.
Nhận xét
Qua phân tích về tình hình phát triển thức ăn chăn ni ở Việt Nam, những
khó khăn tồn tại trong sản xuất thức ăn chăn nuôi hiện nay, và tình hình nghiên cứu
và chuyển giao máy, thiết bị phục vụ chế biến thức ăn chăn nuôi ở Việt Nam thời
gian qua, đặc biệt là qua phân tích mơ hình đầu tƣ, tác giả thấy cần phải nghiên cứu
sản xuất máy chế biến thức ăn gia súc tại Việt Nam, nhất là trong mơ hình cơ sở chế

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

-12-

biến phân tán, bán công nghiệp quy mô 1 – 2 tấn/h. Nội dung luận văn này sẽ tập
trung nghiên cứu về máy trộn thức ăn gia súc trong mô hình sản xuất này, nhằm đề
xuất thiết kế dãy máy trộn hợp lý.
1.2. Tình hình nghiên cứu khoa học về máy trộn thức ăn gia súc
Trong sản xuất công nông nghiệp nói chung, máy trộn là máy cơng tác đƣợc
dùng rộng rãi trong nhiều ngành:
-

Chế biến thức ăn gia súc;

-

Chế biến thực phẩm;

-

Cơng nghiệp hố dƣợc;

-

Vật liệu xây dựng…

Với nhiệm vụ:
-

Tạo ra hỗn hợp đồng đều gồm các thành phần có tính chất rắn, lỏng nhƣ nhau
hoặc khác nhau do trộn đều hoặc hoà tan. Đối với ngành chế biến thức ăn gia
súc phục vụ chăn nuôi trong nông nghiệp thì vấn đề này có vai trị quan trọng

đối với chất lƣợng hỗn hợp thức ăn : các thành phần thức ăn ở dạng bột xay
nghiền với độ nhỏ quy định, cần phải trộn đều với nhau thành hỗn hợp. Nhƣ vậy
khi ta cho gia súc ăn, chủ yếu thức ăn ở dạng khô sống, phổ biến trong kỹ thuật
chăn ni hiện nay, thì khối lƣợng mỗi khẩu phần ăn của vật nuôi luôn luôn
đƣợc đảm bảo đủ tỷ lệ các thành phần theo thực đơn cho từng loại vật nuôi do
ngành chăn nuôi quy định;

-

Tăng cƣờng các phản ứng hoá học hay sinh học khi chế biến thực phẩm hoặc
thức ăn gia súc: trộn thức ăn với men để ủ, trộn các chế phẩm hoá dƣợc;

-

Tăng cƣờng các quá trình trao đổi nhiệt khi đun nóng hay làm lạnh: nhƣ khuấy
sữa trong khi đun để chóng cơ đặc.

1.2.1.Tình hình và kết quả nghiên cứu máy trộn trên thế giới
Hiện nay trên thế giới có rất nhiều loại máy trộn, riêng về máy trộn thức ăn
gia súc có thể phân loại:
+ Phân loại theo cấu tạo :
- Máy trộn có bộ phận quay, thùng máy đứng yên;

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




-13-

Phổ biến của nhóm này gồm các loại kiểu bộ phận trộn: vít, cánh gạt, hành tinh,
cánh xoắn, vít đứng, ly tâm, nghiền trộn (kiểu va đập). Ƣu điểm là chất lƣợng trộn
cao, dễ nạp và xả, dễ sử dụng, làm việc gián đoạn hoặc liên tục và có thể trộn ẩm.
Nhƣợc điểm là khó khó làm sạch, mức tiêu thụ điện năng riêng cao, giá thành chế
tạo máy cao…
Máy trộn có thùng quay;

-

Nhóm này gồm các kiểu: trống (lập thể, chữ V…) kiểu nón đơn, nón kép…
Nhóm này có ƣu điểm là cấu tạo đơn giản, dễ làm sạch, công suất máy
thấp…Nhƣợc điểm là tốc độ trộn đều thấp (n=50v/ph), chỉ làm việc gián đoạn, thể
tích hữu ích thấp ( =50%), khơng trộn đƣợc vật liệu nhão, dính
+ Theo cách bố trí đặt máy: loại tĩnh tại và loại lƣu động;
+ Theo thời gian hoạt động: liên tục và gián đoạn;
+ Theo vị trí bộ phận trộn: ngang, nghiêng, đứng;
+ Theo tính chất cơ lý của thức ăn: khơ, nhão, loãng;
+ Theo chế độ vận tốc: chậm, nhanh.
MÁY TRỘN THỨC ĂN GIA SÚC

TĨNH TẠI

LƯU ĐỘNG

LIÊN TỤC

GIÁN ĐOẠN

THỨC ĂN NHÃO

THÙNG NĨN

HÀNH TINH

LY TÂM

KHÍ ĐỘNG

THỨC ĂN BỘT KHƠ

CÁNH QUẠT

ĐỨNG

NGANG

GIẢI XOẮN
PHỐI HỢP

TRỐNG, LẬP
PHƯƠNG, CHỮ V

CÁNH GẠT

VÍT

NGHIÊNG

THỨC ĂN LỎNG

H1.2. Phân loại máy trộn thức ăn gia súc
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




-14-

So sánh ƣu nhƣợc điểm một số loại máy trộn thức ăn gia súc phổ biến trên thế giới:
- Máy trộn cánh gạt: Trộn đƣợc nhiều loại thức ăn, tháo lắp và làm sạch thuận tiện, có
khả năng bố trí vào liên hợp máy chế biến liên tục, mức tiêu thụ điện năng tƣơng đối cao;
- Máy trộn vít đứng phổ biến cho các loại thức ăn bột khô, mức tiêu thụ điện năng
riêng nhỏ, diện tích bố trí máy gọn, giá thành chế tạo và giá thành sản phẩm tƣơng
đối thấp nhƣng chất lƣợng trộn không cao lắm;
- Máy trộn hành tinh có cấu tạo phức tạp, năng suất thấp;
- Máy trộn giải xoắn (ngƣợc dòng) phổ biến ở Mỹ, Pháp có chất lƣợng trộn tốt, trộn
đƣợc nhiều loại thức ăn, nhƣng cấu tạo phức tạp, tiêu thụ điện năng riêng cao;
Về phƣơng diện cấu tạo, đa số các tác giả tập trung nghiên cứu loại máy trộn
cánh gạt, nằm ngang, làm việc gián đoạn hoặc liên tục, nhất là kiểu hai trục cánh
trộn trong số các máy trộn thức ăn gia súc. Do máy trộn này có tính chất vạn năng,
trộn đƣợc nhiều loại thức ăn gia súc có cơ lý tính khác nhau, đặc biệt là áp dụng tốt
với thức ăn ẩm, nhão;
Đối với thức ăn khô là loại phổ biến chủ yếu, chế biến rộng rãi ở các cơ sở,
các xí nghiệp chế biến...Các kiểu máy trộn cánh gạt, nằm ngang, gián đoạn cũng
đáp ứng đƣợc yêu cầu trên nhƣng còn nhiều nhƣợc điểm hơn so với máy trộn kiểu
vít đứng. Ví dụ cùng một lƣợng tải và thời gian trộn thì máy trộn kiểu cánh gạt cho
chất lƣợng trộn thƣờng thấp hơn, mức tiêu thụ điện năng riêng cao hơn;
Về phƣơng diện lý thuyết tính toán, mặc dù khâu trộn vật liệu đã đƣợc phát
triển rộng rãi trong nhiều ngành sản xuất, nhƣng việc nghiên cứu vẫn chƣa tồn
diện, chủ yếu mang tính chất thực nghiệm. Việc xác định các thơng số của q trình

trộn và các quy luật trộn gặp khó khăn, chủ yếu là do nhiều yếu tố biến đổi ảnh
hƣởng đến động lực học của máy trộn: cơ lý tính của các thành phần thức ăn,
nguyên lý trộn và các chỉ số cơng nghệ khác...
Kết quả của những cơng trình nghiên cứu về lý thuyết máy trộn của một
số tác giả đƣợc công bố nhƣ sau:
- Trong máy trộn khi làm việc diễn ra hai quá trình: trộn đều (quá trình thuận) và
quá trình phân lớp (quá trình ngƣợc). Hai quá trình đó diễn biến theo thời gian trộn
đến lúc hỗn hợp bột đạt tới trạng thái “cân bằng động lực”, thì tỷ lệ thành phần mà

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




-15-

ta xét trong mẫu đo thực tế không thay đổi nữa dù có tiếp tục trộn thêm. Sau trạng
thái “cân bằng động học” nếu tiếp tục thời gian trộn thì độ trộn đều lại có thể bị
giảm đi.
Pacкaтoвa E.A [ 3 ] đã đề xuất phƣơng trình động học của q trình trộn dƣới dạng:
VC = f1(t) + f2(t)
Trong đó:
- VC : Độ trộn không đều của hỗn hợp
- f1(t) :Hàm đặc trƣng cho quá trình trộn thuận
- f2(t): Hàm đặc trƣng cho quá trình trộn ngƣợc
- Hiện tƣợng cân bằng động xảy ra khi f1(t) = f2(t)
Một số tác giả khác cũng đã có những nhận xét tƣơng tự nhƣ vậy, đã coi quá
trình trộn là sự thay đổi mật độ Ci của thành phần hỗn hợp, đã thành lập mối quan
hệ giữa tốc độ quá trình trộn với sự thay đổi mật độ Ci trong một đơn vị thời gian
tính theo cơng thức:

V

dCi
dt

df1 t
dt

df2 t
dt

Một phƣơng hƣớng nghiên cứu máy trộn nữa là để nắm vững đƣợc bản chất
thiết bị trộn và để điều khiển thiết bị hoạt động theo hƣớng tối ƣu, một số tác giả đã
nghiên cứu thành lập đƣợc các mơ hình tốn học hoặc vật lý mô tả quan hệ đặc
trƣng cho các quá trình xảy ra trong máy trộn (quá trình chuyển khối lƣợng, quá
trình chuyển năng lƣợng nhiệt, quá trình chuyển động lƣợng thuỷ động)
Những máy trộn dùng trong công nghiệp thực phẩm, cơng nghiệp hố dƣợc đã
đƣợc nhiều tác giả nƣớc ngoài nghiên cứu theo hƣớng trên, nhất là đối với các quá
trình trộn lỏng, trộn các dung dịch nhũ tƣơng, huyền phù,...
Đối với thiết bị trộn khơ thì mơ hình tốn học biểu thị q trình chuyển khối lƣợng
đã đƣợc Damkoehler [10] mơ tả bằng phƣơng trình bảo tồn động lƣợng với dạng
div( v) div( D grad )

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

G

0