1

MỞ ĐẦU

1. Tính cấp thiết của đề tài

Thức ăn chăn nuôi chiếm phần lớn chi phí chăn nuôi (60 – 80%). Năm 2006, tỷ lệ

sử dụng thức ăn công nghiệp trong ngành chăn nuôi của Việt Nam là 41,6%, thấp hơn

mức trung bình của thế giới là 48,2% và đặc biệt thấp hơn các nước có ngành chăn nuôi

phát triển như Thụy Điển, Na Uy, Mỹ, Nhật Bản, Hàn Quốc với tỷ lệ sử dụng thức ăn

công nghiệp trên 80% (Bộ NN & PTNT, 2007).

Các doanh nghiệp chế biến thức ăn chăn nuôi vừa và nhỏ chiếm hơn 90% doanh

nghiệp sản xuất thức ăn hiện nay, được đánh giá là yếu hơn các doanh nghiệp quy mô

lớn về quản lý chất lượng và công nghệ (Dự án 030/06VIE, 2010). Vì thế, để đạt được

kỳ vọng đó, một trong những nhân tố quan trọng là phát triển công nghiệp chế biến

thức ăn chăn nuôi, đặc biệt là quy mô vừa và nhỏ (2 – 5Tấn/h) với trang thiết bị đồng

bộ nhằm nâng cao chất lượng, giảm giá thành sản phẩm, trong đó có khâu cuối cùng-

khâu trộn thức ăn là quan trọng.

Trên thế giới hiện có rất nhiều các loại máy trộn thức ăn chăn nuôi được nghiên

cứu và chế tạo, phần lớn các tác giả tập trung nghiên cứu máy trộn cánh gạt, nằm

ngang, làm việc gián đoạn hoặc liên tục, nhất là kiểu hai trục cánh trộn; nhưng việc

nghiên cứu vẫn chưa toàn diện, chủ yếu mang tính chất thực nghiệm. Việc xác định các

thông số của quá trình trộn và quy luật trộn gặp khó khăn do nhiều yếu tố biến đổi ảnh

hưởng đến động lực học của máy trộn như: thông số chế tạo, cơ lý tính của các thành

phần thức ăn, nguyên lý trộn và các chỉ số công nghệ khác...

Tại Việt Nam, máy trộn thức ăn chăn nuôi trong các dây chuyền sản xuất

được nhập khẩu từ nước ngoài hoặc chế tạo theo kinh nghiệm với rất nhiều kiểu

dáng, công suất khác nhau; Cho đến nay việc nghiên cứu lý thuyết tính toán cũng

như thực nghiệm cho máy trộn thức ăn chăn nuôi trục ngang kiểu cánh gạt (loại

máy trộn đang được sử dụng phổ biến trong các cơ sở chế biến thức ăn chăn nuôi

quy mô vừa và nhỏ) vẫn chưa được các nhà khoa học trong nước quan tâm nghiên

cứu, thiết kế. Đặc biệt là chỉ tiêu về độ đồng đều của sản phẩm sau trộn, tiết kiệm

chi phí năng lượng. Các nghiên cứu cho thấy nếu độ động đều của sản phẩm thức

ăn chăn nuôi sau trộn nhỏ hơn 90 % thì độ tăng trọng của vật nuôi sẽ giảm từ 5 –

10 % [27],[28]; tuy nhiên nếu tăng độ đồng đều của sản phẩm sau trộn mà không

quan tâm đến chi phí năng lượng thì giá thành sản phẩm sẽ cao. Trong khi đó giá

2

thức ăn chăn nuôi công nghiệp ở Việt Nam hiện nay cao hơn khoảng 10-15% so với

các nước khác trong khu vực như Thái Lan hay Trung Quốc (www.mard.gov.vn). Chi

phí chăn nuôi cao là nguyên nhân quan trọng nhất dẫn tới khả năng cạnh tranh thấp

của ngành chăn nuôi Việt Nam (IAE, 2005).

Vì những lý do trên, việc tiến hành nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu ảnh hƣởng

của một số thông số đến chất lƣợng sản phẩm và tiêu thụ năng lƣợng của máy

trộn thức ăn chăn nuôi kiểu nằm ngang” đang là vấn đề cấp bách và có ý nghĩa

thực tiễn.

2. Mục tiêu nghiên cứu

2.1. Mục tiêu chung

Nghiên cứu, xác định một số các yếu tố cơ bản ảnh hưởng đến chất lượng sản

phẩm sau trộn và tiêu thụ năng lượng riêng của máy trộn, trên cơ sở đó tìm bộ

thông số phù hợp nhằm tăng chất lượng sản phẩm sau khi trộn và giảm tiêu thụ

năng lượng riêng của máy trộn.

2.2. Mục tiêu cụ thể

-Tính toán các chuẩn số đồng dạng nhằm thiết kế chế tạo mô hình máy trộn

thức ăn chăn nuôi trục ngang phục vụ cho mục tiêu nghiên cứu chung;

- Thực nghiệm xác định các thông số cơ bản ảnh hưởng đến độ đồng đều của

thức ăn chăn nuôi và tiêu thụ năng lượng;

- Xây dựng bộ thông số phù hợp trên máy trộn mô hình đáp ứng đồng thời hai

chỉ tiêu: Độ đồng đều sản phẩm sau trộn >90 % và giảm tiêu thụ năng lượng riêng;

- Xác định dãy máy trộn thức ăn chăn nuôi với các công suất khác nhau trên

cơ sở máy trộn mô hình;

- Đánh giá thử nghiệm độ tin cậy của máy thực.

3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu

3.1. Đối tƣợng nghiên cứu

- Một số thông số chính của máy trộn bột khô, kiểu nằm ngang: Góc nâng cánh trộn,

đường kính cánh trộn, đường kính thùng trộn, bước vít, tốc độ của vít trộn, thời gian

trộn, khối lượng một mẻ trộn, chi phí công suất...;

-Tính chất cơ bản của vật liệu trộn.

3.2.Phạm vi nghiên cứu

3

- Nghiên cứu máy trộn thức ăn chăn nuôi trục ngang, kiểu cánh gạt, làm việc gián đoạn

với công suất cỡ vừa (2 5 Tấn/h) tại Việt Nam.

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

4.1. Ý nghĩa khoa học

- Phát triển hướng ứng dụng lý thuyết mô hình đồng dạng cho máy trộn thức ăn

chăn nuôi trục ngang trong:

+ Tính toán thiết kế mô hình thí nghiệm;

+ Xác định lực cản trên cánh máy trộn;

+ Xác định dãy máy trộn.

- Phát triển mô hình toán mô tả quan hệ “vào – ra” của máy trộn thức ăn chăn

nuôi trục ngang trong dải công suất 2 5 Tấn/h.

4.2. Ý nghĩa thực tiễn

- Thiết kế máy trộn thức ăn chăn nuôi trục ngang dùng cho thực nghiệm, từ đó

đề xuất dãy máy trộn công suất 2 5 Tấn/h cho quy mô sản xuất vừa theo hướng tăng

độ đồng đều sau trộn và tiết kiệm năng lượng.

5. Phƣơng pháp nghiên cứu

- Phương pháp điều tra, lấy ý kiến chuyên gia, tập hợp thông tin;

- Phương pháp mô hình, đồng dạng và phép phân tích thứ nguyên;

- Phương pháp quy hoạch thực nghiệm.

CHƢƠNG 1

TỔNG QUAN VỀ TR N TH C N CH N NU I

1.1. Thực trạng ngành chăn nuôi trên thế giới và ở Việt Nam

1.1.1. Tình hình chăn nuôi trên thế giới

1.1.2. Tình hình chăn nuôi ở Việt Nam

1.1.3. Tình hình chế biến thức ăn chăn nuôi trên thế giới và Việt Nam

1.1.3.1.Tình hình chế biến thức ăn chăn nuôi trên thế giới

Hiện nay thức ăn gia cầm chiếm tỷ trọng cao nhất: 38%, tiếp đó là thức ăn cho

lợn: 32%; thức ăn cho bò sữa: 17%; cho bò thịt: 7%; còn thức ăn cho thuỷ sản và các

đối tượng vật nuôi khác chiếm 6%. Có khoảng 3.500 nhà máy thức ăn chăn nuôi

4

công suất lớn trên thế giới đảm nhận sản xuất trên 80% sản lượng thức ăn chăn nuôi

toàn cầu.

Thức ăn công nghiệp tiết kiệm được 40 - 48% nguyên liệu so với thức ăn truyền

thống. Do đó các nước đầu tư khá lớn trong loại hình chế biến này.

1.1.3.2. Chế biến thức ăn chăn nuôi ở Việt Nam

Trong 10 năm trở lại đây, ngành chăn nuôi phát triển nhanh dẫn đến thúc đẩy

ngành sản xuất thức ăn chăn nuôi công nghiệp, nhiều doanh nghiệp trong và ngoài

nước đầu tư sản xuất thức ăn chăn nuôi với nhiều loại thiết bị, công nghệ hiện đại

công suất từ 30.000 – 200.000 tấn/năm. Các dây chuyền có công suất từ 5.000 –

10.000 tấn/năm do nhập khẩu, hoặc trong nước chế tạo.

Các doanh nghiệp lớn chiếm 65 % thị phần trong ngành sản xuất thức ăn chăn

nuôi, nhưng có rất nhiều các doanh nghiệp qui mô vừa và nhỏ cũng đang hoạt động

trong lĩnh vực này. Sức ép đè nặng lên các doanh nghiệp vừa và nhỏ trong nước để

duy trì được khả năng cạnh tranh.

Nguyên nhân dẫn đến năng lực cạnh tranh thấp của các doanh nghiệp sản xuất

thức ăn chăn nuôi vừa và nhỏ trên thị trường là do thiết bị cũ công nghệ lạc hậu, chất

lượng sản phẩm chưa cao.

Để đẩy mạnh tốc độ phát triển ngành chăn nuôi Việt Nam, cần phát triển quy mô

sản xuất của các doanh nghiệp sản xuất thức ăn chăn nuôi vừa nhỏ theo hướng đầu tư

được thiết bị sản xuất hiện đại với vốn đầu tư nhỏ, tiết kiệm chi phí năng lượng, đồng

thời đảm bảo được tỉ lệ dinh dưỡng thức ăn trong mỗi kg sản phẩm (độ đồng đều của

sản phẩm); đây cũng là hướng nghiên cứu mà đề tài quan tâm đến.

1.2. Công nghệ và thiết bị trộn của dây chuyền chế biến thức ăn chăn nuôi

1.2.1. Dây chuyền chế biến thức ăn chăn nuôi

1.2.2. Thiết bị trộn trong dây chuyền chế biến thức ăn chăn nuôi

1.2.2.1. Thiết bị trộn trên thế giới

Trong chế biến thức ăn chăn nuôi thì trộn hỗn hợp là khâu chế biến cuối cùng có

vai trò rất quan trọng đối với chất lượng thức ăn chăn nuôi.

Các nghiên cứu gần đây của ngành chăn nuôi cho thấy rằng: nếu độ trộn đều hỗn

hợp nhỏ hơn 90% có thể làm giảm mức tăng trọng của gà và lợn từ 5 - 10% [27],[28].

5

Công nghệ trộn trong chế biến thức ăn chăn nuôi thường chia làm công nghệ trộn

thức ăn chăn nuôi phối hợp, công nghệ trộn bổ sung thêm liều lượng đã trộn trước và công

nghệ trộn thêm chất lỏng. Hình thức trộn chia thành hai loại: trộn mẻ (gián đoạn) và trộn

liên tục.

Về nghiên cứu quá trình trộn thức ăn chăn nuôi, hầu hết các tác giả trên thế giới

đều thống nhất đánh giá: hệ số biến thiên độ trộn đều (CV) đảm bảo chất lượng

trộn như sau:

- Thức ăn chăn nuôi hỗn hợp 10% (Hay độ trộn đều 90%);

- Thức ăn đậm đặc 5% (Hay độ trộn đều 95%).

Hãng Forberg, Nauy đã nghiên cứu thiết kế loại máy trộn ngang, cánh khuấy

dạng tấm xẻng (hay còn gọi là tay trộn, lá trộn…) đảm bảo biến thiên độ trộn đều

<5%. Kết quả thực nghiệm cho thấy loại máy trộn cánh gạt cho kết quả tốt hơn so với

kiểu máy trộn có bộ phận khuấy đai xoắn;

Tác giả Mc.Ellhiney [17] đã nghiên cứu mối quan hệ giữa thời gian trộn t và hệ

số biến thiên độ trộn đều , cho thấy loại máy trộn kiểu cánh 2 trục đảm bảo độ trộn

đều đạt chất lượng với thời gian từ 1-3 giây, loại máy này trộn được nhiều loại thức ăn,

tháo lắp và làm sạch thuận tiện, có khả năng bố trí vào liên hợp máy chế biến liên tục;

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 tương đối thấp

nhưng chất lượng trộn không cao; Máy trộn trống có cấu tạo phức tạp, năng suất thấp;

Máy trộn giải xoắn phổ biến ở Mỹ, Pháp có chất lượng trộn tốt, trộn được nhiều loại

thức ăn, nhưng cấu tạo phức tạp, tiêu thụ điện năng riêng cao.

1.2.2.2. Thiết bị trộn tại Việt Nam

Tại Việt Nam, máy trộn được sử dụng trong các doanh nghiệp sản xuất thức ăn

chăn nuôi vừa và nhỏ là máy trộn ngang, cánh gạt hoặc dải xoắn, cũng có một số cơ

sở sử dụng máy trộn trục đứng; các máy này được nhập khẩu từ Trung Quốc, Đài

Loan (mới hoặc đã qua sử dụng) hoặc chế tạo trong nước nhưng theo mẫu máy có

sẵn. Mẫu máy trộn ngang được các công ty như Công ty TNHH Tân Thiên Phú, Công ty

TNHH An Nam. Máy trộn xuất xứ tại Trung Quốc đang được chào bán và sử dụng trong

các cơ sở chế biến thức ăn, nhưng thông tin về đặc tính kỹ thuật về máy rất ít hoặc

không có.

6

Ở dây chuyền sản xuất thức ăn chăn nuôi dạng bột, ngoài một số thiết bị phụ trợ

(gầu tải, vít tải, quạt hút...), thiết bị chủ yếu là máy nghiền và máy trộn đứng. 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 được chuyển cho sản xuất.

Mặc dù đã thiết kế, chế tạo được tất cả các máy, thiết bị trong dây chuyền, trừ

máy ép viên, tuy nhiên chủ yếu là nghiên cứu dựa trên một số mẫu của nước ngoài và

theo kinh nghiệm, thiếu các nghiên cứu cơ bản nên chưa đáp ứng được nhu cầu đa

dạng của sản xuất.

Nhận xét

Tìm hiểu về tình hình ứng dụng các loại máy trộn thức ăn chăn nuôi ở Việt Nam

hiện nay và xu hướng sử dụng máy trộn thức ăn chăn nuôi trên thế giới, cho thấy các

loại máy trộn liên tục được sử dụng trong các dây chuyền công suất lớn (trên

10Tấn/h); Máy trộn vít đứng được sử dụng nhiều trong các cơ sở chế biến thức ăn

chăn nuôi phân tán (dưới 1Tấn/h) do công suất nhỏ và độ trộn đều thấp. Trong khi đó

vấn đề đặt ra là nghiên cứu loại máy trộn phù hợp với quy mô sản suất thức ăn chăn

nuôi vừa và nhỏ phổ biến tại Việt Nam hiện nay (công suất 2 5 Tấn/h) ; vì thế luận

án tập trung nghiên cứu loại máy trộn ngang, làm việc gián đoạn, cụ thể là ba loại:

cánh gạt một trục, cánh gạt hai trục và giải xoắn; nhằm thu hẹp được phạm vi nghiên

cứu và hướng phát triển tiếp theo.

1.2.3. Các dạng máy trộn trục ngang, làm việc gián đoạn.

1.2.3.1. Máy trộn ngang một trục giải xoắn vít

1.2.3.2. Máy trộn ngang một trục kiểu cánh gạt

1.2.3.3. Máy trộn ngang hai trục kiểu cánh gạt

1.3. ột số nghiên cứu về máy trộn ngang

Các nghiên cứu về: chế độ động học khi khuấy - trộn; công suất; thời gian trộn;

độ trộn đều; vị trí đặt cánh trộn và biên dạng cánh; chuyển động của hạt trên bề mặt

cánh; tính chất vật lý chủ yếu của vật liệu...được các nhà khoa học nghiên cứu tuy

nhiên còn rời rạc thiếu tính hệ thống, chưa đảm bảo yêu cầu về chất lượng trộn và chi

phí năng lượng trộn, cũng như phù hợp với đặc điểm kinh tế nông nghiệp Việt Nam,

do đó cần quan tâm trong quá trình trộn:

+ Công suất: Cần quan tâm đến cả hai chuyển động: chuyển động dọc trục và

chuyển động hướng trục; Ngoài ra, việc tính công suất trên máy không chỉ dựa trên

7

thông số cấu tạo của máy, mà cần phải quan tâm đến thông số khác: hệ số điền đầy,

tính chất vật lý của hạt, hệ số Râynon…;

+ Góc nghiêng: Các nhà khoa học chỉ quan tâm nhiều đến góc nghiêng giữa

cánh trộn và trục trộn mà chưa quan tâm đến góc nghiêng giữa bàn tay trộn và cánh

tay trộn , nếu có các góc i hợp lý trên bước vít, sẽ chép lại được biên dạng của vít

tải, nhờ đó chuyển động dọc trục của vật liệu nhanh hơn; tuy nhiên còn phải tính đến

tốc độ phù hợp để chuyển động hướng kính được quan tâm đầy đủ;

+ Biên dạng cánh trộn: Lực cản tác động lên cánh phụ thuộc rất nhiều đến biên

dạng cánh; trong các máy trộn hiện nay, đa phần sử dụng biên dạng cánh hình vuông

hoặc hình chữ nhật; Tác giả nhận thấy rằng, nếu biên dạng cánh có dạng giống như

cánh trong máy trộn dải xoắn (tiết diện hình vành khăn) thì việc chuyển tiếp vật liệu

giữa các cánh kề nhau sẽ linh hoạt, việc thay đổi lực cản sẽ biến thiên chậm;

+ Lực ma sát: Cần quan tâm đến cặp đôi ma sát: vật liệu trộn và vật liệu chế tạo

buồng trộn, cánh trộn; GS.TSKH Nguyễn Bin [2] cũng đã đề cập đến mối quan hệ

giữa công suất, thời gian trộn và tốc độ trộn với vật liệu chế tạo thùng trộn, tuy nhiên

cũng chỉ dừng ở khái niệm “thùng nhẵn” và “thùng không nhẵn”…;

Kết luận chƣơng 1

1. Thức ăn chăn nuôi chiếm phần lớn chi phí chăn nuôi (60 – 80%). Nếu sử thức ăn

chăn nuôi công nghiệp sẽ tiết kiệm được nguyên liệu trong khâu chế biến, vật nuôi

tăng trọng nhanh so với sử dụng thức ăn chăn nuôi truyền thống. Doanh nghiệp sản

xuất thức ăn chăn nuôi quy mô vừa và nhỏ ở Việt Nam chiếm 90% nhưng hiệu quả

sản xuất thấp, do dây chuyền chế biến thức ăn chăn nuôi lạc hậu, chất lượng thức ăn

chăn nuôi thấp; Cần phải đầu tư thiết bị sản xuất cho các doanh nghiệp này, đặc biệt

là máy trộn theo hướng giảm vốn đầu tư ban đầu, tiết kiệm chi phí năng lượng trong

sản xuất và tăng độ đồng đều của thức ăn chăn nuôi;

2. Các phân tích ở mục 1.2.2.1; 1.2.2.2 cho thấy, loại máy trộn được sử dụng nhiều trong

các doanh nghiệp chế biến thức ăn chăn nuôi vừa và nhỏ hiện nay là máy trộn hai trục

ngang, cánh gạt do cho độ trộn đều cao sau trộn, trộn được nhiều loại thức ăn, dễ chế

tạo, dễ lắp đặt, tháo lắp và làm sạch thuận tiện, có khả năng bố trí vào liên hợp máy chế

biến liên tục; tuy nhiên việc thiết kế, chế tạo máy được nghiên cứu rất rời rạc, nhiều

thông số thiết kế chế tạo máy trộn: góc nghiêng, profin cánh, hệ số điền đầy, công suất

động cơ… còn chưa đủ cơ sở khoa học để lựa chọn; đặc biệt là các nghiên cứu nhằm chế

8

tạo mẫu máy trộn ngang có độ đồng đều cao (trên 90%), giảm tiêu thụ năng lượng chưa

được tiến hành;

3. Nét đặc trưng trong quá trình trộn phụ thuộc vào tốc độ chuyển động của cơ cấu trộn,

thường sử dụng hệ số Reynold. Hệ số Reynold thể hiện khả năng vận động của vật chất,

là tỉ lệ giữa lực quán tính với lực cản do độ nhớt của vật liệu;

4. Vị trí đặt cánh trộn, góc nghiêng có ảnh hưởng lớn đến chi phí công suất của máy

(bảng 1.10), tuy nhiên các tác giả chưa quan tâm đến góc nghiêng giữa bàn tay trộn

và cánh tay trộn với tốc độ phù hợp nhằm đạt chất lượng sản phẩm sau trộn.

Từ những nhận xét về tính thực tiễn, tính khoa học nêu trên luận án tập trung nghiên

cứu cải tiến máy trộn ngang hai trục kiểu cánh gạt với những thông số phù hợp tăng

được độ đồng đều thức ăn chăn nuôi và tiết kiệm chi phí năng lượng.

CHƢƠNG 2

ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN C U VÀ PHƢƠNG PH P NGHIÊN C U

2.1. Đối tƣợng nghiên cứu

2.1.1. Nguyên liệu trong máy trộn thức ăn chăn nuôi

Tính chất vật lí của nguyên liệu thức ăn chăn nuôi có ảnh hưởng rất lớn đối với công

nghệ sản xuất thức ăn chọn. Đối với thức ăn chăn nuôi thể bột, đặc tính vật lí quan trọng

là: Khối lượng riêng, Hệ số ma sát , Mật độ, Độ rỗng, Độ hạt của nguyên liệu …

2.1.2. Một số thông số cấu tạo và công nghệ của máy trộn thức ăn chăn nuôi

Thông số đầu ra được xác định trong thực nghiệm trên mô hình máy trộn thức ăn

chăn nuôi trục ngang là tiêu thụ năng lượng riêng N/Q.

Năng suất trộn Q phụ thuộc vào các yếu tố chính sau:

Q = f (D, , Lc, l1, S, , , , , , f, W, g) (2.1)

Theo phương trình thứ nguyên, các chuẩn số nhận được sẽ là:

;5

1

gD

Q

rcF

g

D 2 ; ;3

D

Lc ;4D

S ;5

D

;16

D

l ;7

D

d 8 = ; 9 = f; 10 = ; 11 = W

Trong đó 2 là chuẩn số Frut (Fr) đặc trưng khi nghiên cứu tính chất dịch

chuyển của dòng vật liệu có xét tới ảnh hưởng của trọng lực. Chuẩn số Fr là tỉ số giữa

lực quán tính và lực trọng trường.

9

Theo định lý , phương trình biểu diễn 1 được viết dưới dạng:

Wf

DD

d

D

S

D

l

D

L

g

D

gD

Q c ,,,,,,,,, 1

2

51

(2.2)

Để giảm được thông số “vào”, thay thế các thông số độc lập trong bảng 2.1

bằng các chuẩn số như phương trình (2.2). Khi tiến hành tiến hành thực nghiệm các

chuẩn số đồng dạng trên máy trộn mô hình với cùng một điều kiện. Các thông số thay

đổi là , S, , , lần lượt đặc trưng cho các chuẩn số: rcFg

D 2 ; ;4

D

S 8 = ;

10 = .

Đây cũng chính là các thông số “vào” khi tiến hành thực nghiệm

Bảng 2.1. Các thông số vào liên quan đến quá trình trộn

TT

Các đại lƣợng Thứ nguyên:

M.L

.T

Ký

hiệu Tên

1 D Đường kính của cánh trộn 0 1 0

2 Tốc độ góc của trục trộn 0 0 -1

3 Lc Chiều dài của trục trộn 0 1 0

4 l1 Chiều dài phần cánh trộn 0 1 0

5 S Bước cánh tải 0 1 0

6 Hệ số điền đầy 0 0 0

7 Khe hở hướng kính 0 1 0

8 d Đường kính của trục trộn 0 1 0

9 Góc nghiêng của cánh trộn và bàn tay trộn 0 0 0

10 Q Năng suất 1 0 -1

11 Khối lượng riêng

1 -3 0

12 f Hệ số ma sát giữa vật liệu và bề mặt cơ cấu trộn 0 0 0

13 W Độ ẩm của bột 0 0 0

14 g Gia tốc trọng trường 0 1 -2

10

Nhƣ vậy:

- Các chuẩn số ảnh hưởng đến quá trình trộn thức ăn chăn nuôi thể hiện qua

phương trình (2.2);

- Phân tích trên cho thấy các thông số đầu vào trong nghiên cứu mô hình máy

trộn thức ăn chăn nuôi dạng trục ngang bao gồm 11 chuẩn số đồng dạng i (i = 2...12)

thay vì 14 thông số độc lập (bảng 2.1). Điều này cho phép giảm số thí nghiệm, đồng

thời vẫn đưa ra được nhiều thông số “đầu vào” là cơ sở để xác định và đánh giá ảnh

hưởng của chúng đến độ đồng đều của thức ăn chăn nuôi và tiêu thụ năng lượng của

máy trộn.

2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu

2.2.1. Phƣơng pháp quy hoạch thực nghiệm

2.2.1.1. Bộ thông số thí nghiệm

Trong điều kiện và khuôn khổ của đề tài, cùng với kết quả tính toán đã nêu trên,

luận án chọn những thông số chính ảnh hưởng đến độ trộn đều và mức tiêu thụ điện

năng riêng:

- Chọn x1= 4; x1 = 4 S (mm) ;

- Chọn x2= 8 (độ)

- Chọn x3 = rcFg

D 2 ; x3 n (vòng/phút);

- Chọn x4 = 10 ; x4 q (kg);

- Thời gian trộn: 1,5 ph;

2.2.1.2. Lập ma trận thí nghiệm, chọn phƣơng án quy hoạch thực nghiệm

2.2.1.3. Xác định mô hình toán

2.2.1.4. Xác định giá trị tối ƣu của các yếu tố hàm mục tiêu

2.2.1.5. Giải bài toán thƣơng lƣợng các giá trị tối ƣu giữa hai hàm mục tiêu

2.2.2. Phƣơng pháp xác định độ trộn đều của hỗn hợp sau khi trộn

2.2.3. Phƣơng pháp xác định công suất trộn

Kết luận chƣơng 2

1. Nguyên liệu thức ăn chăn nuôi rất đa dạng. Tùy loại nguyên liệu, khối lượng riêng

trên đơn vị thể tích của các loại vật liệu là khác nhau, hệ số ma sát cũng khác nhau.

Đây là tính chất cơ bản của nguyên liệu ảnh hưởng đến quá trình trộn;

11

2. Phương pháp mô hình đồng dạng và phép phân tích thứ nguyên là phương pháp

nghiên cứu khoa học cho phép xác định và giải thích những qui luật tổng quát của các

hiện tượng, các quá trình xảy ra và thiết lập mối quan hệ nghiên cứu hệ thống. Trên

cơ sở phân tích các yếu tố ảnh hưởng đối với máy trộn thức ăn chăn nuôi (Bảng 2.1),

tính các chuẩn số đồng dạng và xây dựng phương trình chuẩn số mô tả đầy đủ quá

trình vật lý xảy ra của quá trình trộn (phương trình 2.1), đồng thời đề xuất được 4

chuẩn số cơ bản làm thông số “vào” trong thực nghiệm (2,4, 8,10). Đây là cơ sở

để xây dựng mô hình thí nghiệm phù hợp với mục tiêu nghiên cứu của đề tài. Cơ sở

của việc sử dụng phương pháp này được trình bày trong chương 3;

4. Đề tài luận án sử dụng phương pháp quy hoạch thực nghiệm theo kế hoạch 3 mức

Box-Behnken, với các yếu tố vào là 4 chuẩn số cơ bản và 2 yếu tố ra là tiêu thụ năng

lượng và độ trộn đều. Kết quả của bài toán quy hoạch thực nghiệm được sử dụng để

tiếp tục tính toán xác định máy trộn thực trong sản xuất nhờ phương pháp phân tích

mô hình - đồng dạng mà tác giả sẽ trình bày trong phần tiếp theo.

CHƢƠNG 3

CƠ SỞ LÝ THUYẾT C QU TR NH TR N TH C N CH N NU I

3.1. Ảnh hƣởng của trộn đến quá trình chuyển khối của dòng hai pha

Trộn đều sản phẩm là khâu trọng yếu trong dây chuyền sản xuất thức ăn chăn nuôi.

Trong công nghệ chế biến thức ăn chăn nuôi, nguyên liệu được chuyển động trong

điều kiện có tác dụng cánh trộn, về mặt cấu trúc vật lý có thể xem như vật rắn - lỏng -

khí, hoặc rắn - khí. Trường hợp đó gọi là dòng lưu chất hai pha.

Để nghiên cứu dòng vật liệu rời, cần xem xét lực tác dụng lên chúng. Vật liệu

rời chịu tác dụng bởi những lực sau:

+ Lực bề mặt, bao gồm: áp lực, lực ma sát, phản lực từ thành tác dụng lên cánh

đảo, trộn v.v...

+ Lực khối: trọng lực, lực quán tính.

Khi giải một bài toán về dòng chuyển động vật liệu rời, cần áp dụng nguyên lý

cơ bản của cơ học, vật lý học.

- Nguyên lý bảo toàn khối lượng;

- Nguyên lý bảo toàn động lượng và moment động lượng;

- Nguyên lý bảo toàn năng lượng.

12

Thực hiện một số biến đổi, nhận được hệ phương trình Navie – Stockes:

MxSx

z

w

y

v

x

u

z

u

y

u

x

u

x

p

Dt

Du

32

2

2

2

2

2

MySy

z

w

y

v

x

u

z

u

y

u

x

u

y

p

Dt

Dv

32

2

2

2

2

2 (3.1)

MzSz

z

w

y

v

x

u

z

u

y

u

x

u

z

p

Dt

Du

32

2

2

2

2

2

3.2. ng dụng phƣơng trình Navie-stocks trong công nghệ trộn thức ăn chăn nuôi

Viện sĩ Landau L.D và E.M Lifsitx đã đề xuất không nên dùng phương trình Navie-

Stokes vì quá phức tạp, không thể giải được dạng toàn phương và chỉ dừng lại ở một

vài trường hợp đặc biệt đối với một số điều kiện ban đầu. Viện sĩ Xêđốp L.I sau này

là GS. TSKH. I.Gheooghiep đã ứng dụng lý thuyết đồng dạng, phép phân tích thứ

nguyên trên cơ sở phương trình Navie-Stokes, xác định điều kiện chuyển động vật rời

theo tập hợp không thứ nguyên các chuẩn số đồng dạng:

22

.;

.;

.3

1;

.;1

lgp

ll

Từ đó có thể thay bằng phương trình chuẩn số sau: Eu = f(Re,Fr) (3.2)

- Chuẩn số Eu: chi phí áp suất để khắc phục lực cản ma sát trong quá trình vật liệu

trộn chuyển động trong buồng trộn;

- Chuẩn số Re: thể hiện khả năng vận động của vật chất;

- Chuẩn số Fr: nêu lên ảnh hưởng của trọng lượng trong chuyển động của vật chất.

3.3. Xác định mô hình vật lý máy trộn thức ăn chăn nuôi

* Xác định công suất trộn

Eu = f (Re, Fr, Gi) (3.3)

Dạng tổng quát xác định công suất để trộn được thể hiện:

N = (D, F, n, ,g) (3.4)

Ta tìm được các chuẩn số sau:

13

r

e

e

u

Fv

lg

v

Fg

RRvlvF

EvF

p

Fvv

N

Fv

N

1..

1

....

.

1.

..

1.

..

23

1

2

2231

(3.5)

Trong đó: Eu- Chuẩn số Ơle; Fr- Chuẩn số Frut; Re- Chuẩn số Râynon.

Giá trị các đại lượng được trình bày trong bảng như sau:

Bảng 3.1. Các thông số ảnh hƣởng đến quá trình trộn

TT

Các đại lƣợng Thứ nguyên

MLT

Ký hiệu Tên

1 N Công suất trộn, kW 1 2 -3

2 F Diện tích cánh trộn, m2

0 2 0

3 v Tốc độ đầu cánh, m/s 0 1 -1

4 Khối lượng riêng, kg/m3

1 -3 0

5 g Gia tốc trọng trường, m/s2

0 1 -2

6 Độ nhớt, g/m.s 1 -1 -1

* Từ chuẩn số Frut, ta có thể tìm chuẩn số Frut ly tâm bằng cách thay tốc độ đầu cánh

v, theo công thức:

g

DnFrc

.2

(3.6)

* Chuẩn số Ơle xác định chi phí năng lượng của hệ thống thông qua chuẩn số Frut ly tâm:

22.. Dn

pEuc

(3.7)

* Theo cách thay thế như trên ta có chuẩn số Râynôn ly tâm:

.. 2dnRec (3.8)

Hay

g

DnDnf

Dn

p .;

..

..

22

22

(3.9)

14

Phương trình (3.3) có thể viết dưới dạng: Euc = C.Rec-m

.Frc-n

(3.10)

Hoặc Euc = C.Rec-m

(3.11)

Trong đó C,m,n là hệ số thực nghiệm.

Nếu trong các số chuẩn trên ta thực hiện các thay thế sau:

v= .D.n ; F = h.r ; r = D/2 ; h= a.D (a là hệ số tỷ lệ)

sẽ nhận được

..;

..

2

53

DnR

Dn

NE ecuc ; (3.12)

Công thức tính công suất tiêu thụ cho trộn:

m

p DnC

Dn

N

..

..

2

53 (3.13)

* Tính năng suất trộn

Năng suất trộn phụ thuộc vào các yếu tố cơ bản sau:

Q = (D,S,n,,g) (3.14)

Với S là bước cánh trộn (m), thứ nguyên là: M0L

1T

0

Ta tìm được phương trình chuẩn số:

;,... 23

D

S

dn

g

Dn

Q

(3.15)

Trong đó

D

S

FDn

gDn

Q

r

3

22

31

;1

.

;..

(3.16)

Chuẩn số thứ 2 có thể phân tích thành: g

DnFrc

.2

Với chỉ số đồng dạng ;1. 2

1 c

cc

g

nDL

Trong điều kiện gia tốc trọng trường gc=1 (khi làm mô hình cũng như vật thực)

Tính được tốc độ quay của máy thực sẽ là:

o

MMo

D

Dnn . (3.17)

15

Từ chuẩn số 3 = S/D, có thể viết: L2 = Sc/Dc= 1

Hay là: M

oM

D

DS .S0 (3.18)

3.4. Phƣơng pháp xác định lực cản trên cánh máy trộn thức ăn chăn nuôi trục ngang

Nghiên cứu quá trình làm việc của cánh chuyển động trong môi trường vật liệu

rời ta có thể tính mối quan hệ sau nhằm tính toán lực tác dụng lên cánh.

R = ( p, h, b, , v,g…) (3.19)

Các yếu tố trên trong đựợc mô tả bằng các thứ nguyên sau:

Bảng 3.2. Thứ nguyên các yếu tố đối với trục trộn

TT

Các đại lƣợng Thứ nguyên

MLT

Ký hiệu Tên

1 R Lực cản chuyển động của cánh trộn 1 1 -2

2 b Bề rộng cánh trộn 0 1 0

h Độ ăn sâu của cánh trong nguyên liệu 0 1 0

3 v Tốc độ chuyển động 0 1 -1

4 Khối lượng riêng

1 -3 0

5 p Độ chặt của bột

1 -1 -2

6 g Gia tốc trọng trường 0 1 -2

Phương trình lực cản là:

bg

v

p

hg

h

b

bhp

R

.,

..,

..

2 (3.20)

Trong đó: bhp

R

..1 ;

h

b 2 ;

p

hg..3

;

gb

v 2

4

Chg

p

v

bg

bhp

R

...

..

... 2

43

1'

1

Hay R = C..F.v2 (3.21)

Trong đó: F h2

là diện tích hình chiếu của cánh trộn trong máy trộn, tỉ lệ với

sự chuyển động. Đây chính là phƣơng trình Newton về lực cản của cánh trộn -

khuấy trong môi trƣờng cản. Hệ số C là bằng số thực nghiệm với những loại cánh

trộn cụ thể.

Kết quả thực nghiệm trên máy mô hình thu đƣợc giá trị lực cản trên 1 cánh

16

- RM (Tính được nhờ thực nghiệm): Lực cản trên cánh trộn mô hình

- ρM là khối lượng riêng của vật liệu trộn.

- FM là diện tích hình chiếu theo mặt phẳng đứng của cánh trộn mô hình

- vM= LCM x ωM : vận tốc trục trộn máy mô hình

Từ đó tìm được hệ số CM là hệ số thực nghiệm chỉ rõ tác dụng của cơ cấu trộn

dùng để trộn bột thức ăn chăn nuôi.

2

.. MMM

MM

vF

RC

(3.22)

Vậy ta được công thức xác định lực tác động lên cánh của máy mô hình làm

việc ở chế độ hợp lý:

2

0000 ....

MMMM

Mov

v

F

F

C

CRR

(3.23)

Trong đó, kí hiệu “0” là vật thực, “M” là mô hình

Kết luận chƣơng 3

1. Đối với thức ăn chăn nuôi là vật liệu hỗn hợp rời, khi trộn tạo ra dòng chuyển động

thông qua mối liên kết nội năng bảo toàn khối lượng, được thể hiện bằng hệ số

khuyếch tán phân tử với chuẩn số Nuxen và chuẩn số Prandl;

2.Chuyển động của vật liệu thức ăn chăn nuôi được xem xét thông qua phương trình

Navie-stock. Tuy nhiên phương trình này quá phức tạp và nhiều ẩn số, do đó chỉ

dùng để định dạng và xác định chuẩn số (Phương trình 3.1);

3. Luận án này kế thừa kết quả nghiên cứu của các nhà khoa học đi trước, sử dụng

phương pháp phân tích thứ nguyên, lý thuyết mô hình - đồng dạng, xác định mối

quan hệ giữa các chuẩn số Euler, Reynold, Frut (Phương trình 3.2), nhằm xác định

các thông số liên quan đến hệ thống trộn;

4. Các phương trình (3.3) đến (3.18) cho thấy tính linh hoạt khi sử dụng các chuẩn số dẫn

xuất từ các chuẩn số đặc trưng cho tính tương tự về mặt vật lý của vật thực và mô hình, để

từ một thông số cơ bản xác định từ thực nghiệm, có thể hoàn toàn xác định được các

thông số cấu tạo, công nghệ trên dãy máy thực với các năng suất trộn khác nhau;

17

5. Bằng phương pháp phân tích thứ nguyên, mô hình - đồng dạng, luận án đã chứng

minh được phương trình Newton về lực cản của cánh trộn (phương trình 3.31). Đồng

thời xác định được quan hệ giữa lực cản và cơ cấu trộn.

CHƢƠNG 4

THỰC NGHIỆM VÀ XỬ LÝ SỐ LIỆU

4.1. Nghiên cứu thực nghiệm

4.1.1.Mục đích

- Xác định các yếu tố chính ảnh hưởng đến tiêu thụ năng lượng và chất lượng

sản phẩm bột thức ăn chăn nuôi sau trộn;

- Lựa chọn được bộ thông số chế tạo hợp lý nhằm giảm năng lượng tiêu thụ và

tăng chất lượng sản phẩm thức ăn sau trộn;

- Xác định các quan hệ và tính chất bằng thực nghiệm (những đại lượng này khó

hoặc không thể xác định được bằng tính toán lý thuyết).

4.2. Thiết bị thực nghiệm

4.2.1. Máy trộn cánh gạt trục ngang

4.2.2.Tính toán thiết kế máy trộn ngang hai trục thí nghiệm

Bảng 4.1.Các kích thƣớc cơ bản của máy trộn sử dụng trong thực nghiệm

Tên kích thƣớc Thông số kích thƣớc

Khoảng cách giữa hai trục a = 270 mm

Bán kính đáy thùng R = 190 mm

Chiều rộng thùng B = 656 mm

Chiều dài thùng L = 900 mm

Chiều cao từ tâm lên h1 = 290 mm

Số lượng tay trộn 16 (có thể thay đổi được tùy thuộc vào S)

Bước cánh tay trộn S = 380 mm

Khối lượng máy M = 350 kg

Động cơ liền Hộp giảm tốc

+ Công suất 3,2 kw

+ Số vòng quay trục ra 40,50,60 vòng/phút

Chuyển động xích (bước xích) t = 25,4 mm

Đĩa xích lắp trên trục để thay Số răng:Z = 12,15,18,21,24.

18

đổi vận tốc quay của trục trộn: Ứng với tốc độ quay của trục:

n =40,50,60,70,80 (vòng/phút).

Hình 4.1. Tổng thể mô hình máy trộn

4.2.3. Thiết bị và kỹ thuật đo thông số đầu ra

4.3. Phƣơng pháp xử lý kết quả sau thí nghiệm

4.3.1. Tổ chức thực nghiệm

19

4.3.2. Kết quả thí nghiệm

4.3.2.1.Ảnh hƣởng của x1, x2, x3, x4 đến chi phí năng lƣợng riêng N

Phƣơng trình toán mô tả ảnh hƣởng của các thông số đầu vào đến N

YN = 3659,30 - 96,11x1+20,77x2+ 182,99x3+ 97,29 x4+28,51x2

1 +50,50 x2

2

+ 40,85 x23 - 51,16x

24 - 18,28x1x2+22,01x1x3-11,74x1x4+72,48x3x4 (4.1)

4.3.2.2. Ảnh hƣởng của x1, x2, x3, x4 đến chất lƣợng trộn K

Phƣơng trình toán mô tả ảnh hƣởng của các thông số đầu vào đến K

YK = 93,178 - 3,042x1 -1,414x2 +2,833x3+1,522x4 -3,337x21 -4,129x

22 - 2,850x

23

-3,367x24 + 3,000x1x3 - 1,242x2x4 (4.2)

4.3.2.3.Giải bài toán thƣơng lƣợng giữa hàm chi phí năng lƣợng riêng N và

hàm chất lƣợng trộn K

Hình 4.2. Đồ thị ảnh miêu tả quan hệ “vào” – “ra”

Mức độ kỳ vọng cho các kết quả trên rất lớn d = 1 (100%)

Xác định được đồ thị tối ưu tại các điểm sau:

Bảng 4.2. Kết quả tối ƣu trên máy trộn mô hình

Dạng Thực YK

(%)

YN

ws/kg

x1(S)

(mm) x2()

độ

x3(n)

v/ph

x4(q)

kg 94 3698.563

351,596 68,0808 50,101 40,1010

20

Từ đó ta chọn được máy trộn mô hình với các thông số hợp lý sau:

Bảng 4.3. Thông số lựa chọn tối ƣu cho máy trộn mô hình

Thông số máy Số liệu

Khối lượng máy, kg 350

Bán kính đáy buồng trộn, mm 190

Chiều rộng thùng, mm 656

Chiều dài trục trộn,mm 900

Khoảng cách giữa hai trục 270

Số lượng cánh, chiếc 20

Khoảng cách cánh tay trộn S, mm 352

Công suất tiêu thụ, kW 1,1

Tốc độ quay trục, v/ph 50

Dung lượng một mẻ trộn, kg/mẻ trộn 40

Năng suất máy, Tấn/h 1

Chi phí năng lượng riêng, kWh/T.sp 1,1

4.4. ng dụng lý thuyết mô hình, đồng dạng và phân tích thứ nguyên để xác

định dãy máy trộn

Ứng dụng các kết quả tính toán tại mục 3.3. Từ kết quả tối ưu (bảng 4.3) trên máy

trộn mô hình MT-1A, tính toán cho máy thực MT-1 MT-4;

Bảng 4.4. Tính toán các thông số trên máy thực

TT Các chỉ tiêu

Máy trộn

M0 (Thí

nghiệm)

.MT -

1 MT -2 MT-3 MT-4

1 Công suất cần thiết, kW 1,1 2.9 2.83 3.83 5.2

2 Năng suất trộn

Q, Tấn/h 1 2 3 4 5

3 Chi phí năng lượng

riêng, kwh/t.s.p 1.1 1.45 0.94 0.95 1.04

4 Số vòng quay n, min-1

50 44 40 38 37

5 Đường kính cánh trộn

D, mm 380 502 607 663 723

6 Bước trục vít S, mm 352 465 663 614 670

7 Chiều dài trục trộn,mm 900 1177 1437 1568 1711

21

4.5. ng dụng phƣơng pháp mô hình, đồng dạng và phân tích thứ nguyên để xác

định lực cản trên cánh máy trộn thức ăn chăn nuôi trục ngang

Làm thí nghiệm với bộ thông số tối ưu trên máy trộn mô hình, xác định được lực

cản trên máy mô hình như sau:

Bảng 4.5. Lực cản trên cánh máy trộn mô hình với bộ thông số tối ƣu

TN Yk NL NL/tg x1 x2 x3 x4 x1 x2 x3 x4 CStb YN Rc Mxt ω

tn28-1 91.3 38.8 0.154 -0.2 -0.3 -1 0.8 368 70 50 40 1554.9 3498.4 130.8 297.1 5.2

tn28-2 90.1 38.6 0.206 -0.2 -0.3 -1 0.8 368 70 50 40 1543.6 3473.1 129.8 294.9 5.2

tn28-3 87.7 38.6 0.164 -0.2 -0.3 -1 0.8 368 70 50 40 1546.4 3479.4 130.1 295.5 5.2

Từ đó tìm được hệ số CM là hệ số thực nghiệm chỉ rõ tác dụng của cơ cấu trộn

dùng để trộn bột thức ăn chăn nuôi.

4,59806,0.780.10.3,43

3,130

..242

MMM

MM

vF

RC

(4.3)

Vậy ta được công thức xác định lực tác động lên cánh của máy mô hình làm việc

ở chế độ hợp lý: RM = 59,4.M.FM.v2

M

(4.4)

Xác định lực cản trên máy thực

Xét chuẩn số 1

bhp

R

..1 hay có thể viết R = k0.b (4.5)

Nếu xét tổng số bề rộng của các cánh trên trục thì bề rộng của toàn máy trộn là: ko.B

Khi biết lực cản trên máy mô hình, sẽ tìm lực cản trên máy thực

MM

MBk

BkRR

.

..

0

000 (4.6)

Hoặc

2

0000 ....

MMMM

Mov

v

F

F

C

CRR

(4.7)

Trong đó, kí hiệu “0” là vật thực, “M” là mô hình

4.6. ng dụng mẫu máy trộn trong dây chuyền sản xuất thức ăn chăn nuôi qui

mô vừa và nhỏ

4.6.1. Tính toán đầu tƣ, lãi phát sinh trong lắp đặt dây chuyền chế biến thức ăn

chăn nuôi

4.6.2. Năng lực sản xuất của dây chuyền

4.6.3. Hoạch toán kinh tế (theo đơn giá năm 2011)

Kết quả tính toán cho thấy, lắp đặt dây chuyền sản xuất thức ăn chăn nuôi sử dụng

máy trộn MT-1 năng suất 2 Tấn/ h mang lại lợi nhuận 2.625.000đ/tấn SP.

22

Kết luận chƣơng 4

1.Thiết kế được máy trộn trục ngang kiểu cánh gạt phù hợp với mục đích thực

nghiệm của luận án, sao cho có thể thay đổi được: góc nghiêng giữa bàn tay trộn và

trục trộn, tốc độ quay n của trục trộn; vị trí đặt cánh trộn (lắp đặt các bàn tay trộn sao

cho chép lại các bước của “vít tải” nhằm đảm bảo nguyên lý trộn và các quá trình

trộn), biên dạng cánh, khoảng cách giữa các cánh trên cùng trục trộn S;

2. Lựa chọn được thiết bị đo công suất tiêu thụ, độ trộn đều của bột sau trộn, phương

pháp quy hoạch thực nghiệm để thu và xử lý kết quả chính xác trong thực nghiệm;

3. Tiến hành thực nghiệm đa yếu tố, xử lý kết quả tìm ra phương trình toán mô tả

ảnh hưởng của các yếu tố x1, x2, x3, x4 đến YK và YN (Phương trình 4.1, 4.2), từ đó

giải bài toán thương lượng tối ưu tìm được bộ thông số công nghệ và chế tạo trên

máy mô hình như bảng 4.3;

4. Từ kết quả nghiên cứu thực nghiệm, ứng dụng lý thuyết mô hình - đồng dạng và

phân tích thứ nguyên, xác định được dãy máy trộn được ký hiệu ở bảng 4.4;

5. Từ kết quả tối ưu, xác định được lực cản tác động trên cánh máy trộn mô hình CM =

59,4; (4.3); Nhờ ứng dụng phương pháp mô hình, đồng dạng và phép phân tích thứ

nguyên (phương trình 4.3 4.7), xác định được lực cản trên cánh máy trộn thực ứng

với từng quy mô sản xuất trong thực tế; Việc xác định lực cản trên máy thực qua tính

toán như trên cho phép xác định, đánh giá công suất tiêu thụ lắp đặt trên các máy đã

tiếp kiệm được năng lượng hay chưa mà không cần qua thực nghiệm trên máy thực;

6. Máy trộn MT-1 được Công ty cổ phần thức ăn chăn nuôi và vật tư nông sản, Thị

trấn Lai Cách, Huyện Cẩm Giàng, Hải Dương đặt mua, kết luận ở 4.6.3 cho thấy lợi

nhuận của cơ sở khi sử dụng máy trộn thức ăn nuôi MT-1 và đảm bảo được độ đồng

đều sau trộn đạt 95 %.

KẾT LUẬN CHUNG

1.1.Từ việc phân tích tình hình phát triển của ngành chăn trên thế giới và tại Việt

Nam, có thể thấy rằng tốc độ phát triển của các dây chuyền chế biến thức ăn chăn

nuôi, (đặc biệt là các dây chuyền chế biến công suất cỡ vừa và nhỏ - mô hình phù

hợp với chăn nuôi tại Việt Nam trong giai đoạn hiện nay) chưa đáp ứng được nhu

23

cầu phát triển của ngành chăn nuôi hiện nay; điều đó ảnh hưởng nghiêm trọng tới

hiệu quả kinh tế của ngành nông nghiệp Việt Nam;

1.2. Máy trộn trục ngang, đặc biệt là máy trộn hai trục, cánh gạt được đánh sử dụng

nhiều trong các cơ sở chế biến thức ăn chăn nuôi nhờ cho chất lượng bột cao sau

trộn, trộn được nhiều loại thức ăn, dễ chế tạo, dễ lắp đặt, tháo lắp và làm sạch thuận

tiện, có khả năng bố trí vào liên hợp máy chế biến liên tục; tuy nhiên việc thiết kế,

chế tạo, sử dụng máy cần được tiếp tục nghiên cứu khảo nghiệm để xác định các

thông số hợp lý để làm cơ sở cải tiến hoàn thiện hơn, nhằm đạt được những chỉ tiêu

về năng suất, chất lượng và giảm mức tiêu thụ điện năng …;

1.3. Ứng dụng phương pháp mô hình, đồng dạng và phân tích thứ nguyên làm cơ sở

để xác định các chuẩn số làm thông số “vào” trong thực nghiệm, trên cơ sở đó chế

tạo được máy trộn mô hình đáp ứng mục tiêu thực nghiệm;

1.4. Tiến hành quy hoạch thực nghiệm, xử lý kết quả tìm ra phương trình toán

mô tả ảnh hưởng của các yếu tố x1, x2, x3, x4 đến YK và YN (Phương trình 4.2, 4.3)

nhờ phần mềm Minitab, từ đó giải bài toán tối ưu đa mục tiêu tìm được bộ thông số

công nghệ và chế tạo trên máy mô hình như bảng 4.3;

1.5. Từ kết quả nghiên cứu thực nghiệm, ứng dụng lý thuyết mô hình, đồng dạng

và phân tích thứ nguyên, xác định được dãy máy trộn được ký hiệu ở bảng 4.4;

1.6. Từ kết quả tối ưu, xác định được lực cản tác động trên cánh máy trộn mô hình CM

= 59,4; (4.3); Nhờ ứng dụng phương pháp mô hình, đồng dạng và phép phân tích

thứ nguyên (phương trình 4.3 4.7), xác định được lực cản trên cánh máy trộn thực

ứng với từng quy mô sản xuất trong thực tế; Việc xác định lực cản trên máy thực

qua tính toán như trên cho phép xác định, đánh giá công suất tiêu thụ lắp đặt trên

các máy đã tiếp kiệm được năng lượng hay chưa mà không cần qua thực nghiệm

trên máy thực;

1.7Máy trộn MT-1 được Công ty cổ phần thức ăn chăn nuôi và vật tư nông sản, Thị

trấn Lai Cách, Huyện Cẩm Giàng, Hải Dương đặt mua, kết luận ở 4.6.3 cho thấy

lợi nhuận của cơ sở khi sử dụng máy trộn thức ăn nuôi MT-1 và đảm bảo được độ

đồng đều sau trộn đạt 95 %.

24

NHỮNG VẤN ĐỀ CẦN NGHIÊN C U TIẾP

1. Tiếp tục nghiên cứu quy luật chuyển động của nguyên liệu trên cánh trộn nhằm

xây dựng một quy luật thật phù hợp đảm bảo mô tả chính xác mối quan hệ trong

quá trình trộn;

2. Tiếp tục nghiên cứu biên dạng cánh trộn nhằm giảm lực cản và tăng khả năng trộn đều;

3. Nghiên cứu mẫu máy trộn cho các quy mô sản xuất lớn sao cho tiết kiệm năng

lượng tiêu thu đồng thời vẫn đảm bảo chất lượng bột TACN sau trộn.