Luận văn: 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

Chia sẻ: Nguyen Bao Ngoc | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:106

Thêm vào BST

Báo xấu

147
lượt xem 32
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

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 3,53,8 triệu tấn/năm, tức là chiếm khoảng 30% tổng số thức ăn sử dụng trong chăn nuôi, trong khi đó chỉ tiêu bình quân trên thế giới là 48%, các nước công nghiệp phát triển đạt 8090% Việc nghiên cứu, cơ giới hóa khâu chế biến thức ăn chăn nuôi 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...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn: 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 THÔNG 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 THÔNG 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 NÓI ĐẦU 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 nuôi, trong khi đó chỉ tiêu bình quân 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 nuôi 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 nuôi 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 mô hình cơ sở chế biến phân tán, bán công nghiệp quy mô 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 THÔNG 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 mô 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 mô hình, tổ chức thực nghiệm và hướng dẫn chi tiết trong quá trình hoàn 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 http://www.lrc-tnu.edu.vn
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 h ùng 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 còn nhiều hạn chế, nên luận văn không tránh khỏi sai sót, tác giả mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các thầy cô giáo, các chuyên 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 http://www.lrc-tnu.edu.vn
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 nuôi 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 8 thức ăn chăn nuôi ở Việt Nam 1.1.3.1.Quy trình chế biến thức ăn chăn nuôi 8 1.1.3.2 Quy mô phân tán 9 1.1.3.3.Quy mô tập trung 10 a, Quy mô 2 -5 tấn/h 10 b, Quy mô 10 – 30 tấn/giờ và lớn hơn 10 c, Mô 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 http://www.lrc-tnu.edu.vn
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 – mô 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 33 nghiên cứu thực nghiệm đơn yếu tố 2.2.2. Ứng dụng phương pháp quy hoạch thực nghiệm áp dụng trong 36 nghiên cứu đa yếu tố 2.2.2.1.Xác định các thông 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 mô hình toán phương án bậc 1 40 2.2.2.4.Xác định mô hình toán 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 46 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 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 - mô hình- thứ nguyên 49 2.3.1.Ứng dụng lý thuyết đồng dạng và mô hình trong phương pháp nghiên 49 cứu về cơ điện nông nghiệp 2.3.2. Mô hình, bản chất và các dạng mô hình 50 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
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 toán thiết kế bộ truyền đai tốc độ 200v/ ph và 400v/ph cho 61 máy trộn TK – 1A 3.2.Kết quả thực nghiệm đơn yếu tố 63 3.2.1. Xác định ảnh hưởng của tốc độ vít trộn x1 tới chất lượng trộn yK và 63 chi phí năng lượng riêng yN 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 67 chi phí năng lượng riêng yN 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 73 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
3.3.2 Ảnh hưởng của vận tốc x1 và tải trọng x2 đến chất lượng trộn yK 76 3.3.3.Giải bài toán thương lượng giữa hàm chi phí năng lượng riêng YN và 79 hàm chất lượng trộn YK Kết luận chương III 80 Chương IV Ứng dụng lý thuyết đồng dạng, mô hình, tính toán 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 toán 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 http://www.lrc-tnu.edu.vn
LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Tác giả luận văn Đỗ Thị Tám Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
BẢNG KÝ HIỆU VÀ ĐƠN VỊ ĐƠN VỊ KÝ Ý NGHĨA HIỆU ĐO Hệ số chứa ống bao kg/m3 (hoăc ) Khối lượng riêng của hỗn hợp bột thức ăn chăn nuôi Hệ số nhớt động học µ g/m.s Đường kính cánh trộn d m m2 Diện tích của cửa sổ (hình vuông) trong máy trộn fcs m.s-2 Gia tốc trọng trường g Chiều dài ống l m Công suất cần thiết cho bộ phận trộn N kW min-1 Số vòng quay của trục máy trộn n N/m2 Chi phí áp suất trong ống p m3/h; kg/h Lưu lượng khối bột qua đáy của bộ phận trộn q Năng suất của liên hợp máy Q t/h; kg/s Bán kính phần hình trụ (hoặc bán kính lớn của phần hình nón) R m Bước trục vít s m m.s-1 Tốc độ đầu cánh bộ phận trộn v Vận tốc vít trộn x1 v/ph Khối lượng hỗn hợp bột trong một mẻ trộn kg/mẻ x2 Độ trộn đều YK % Mức chi phí điện năng riêng YN kWh/t Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
-1- ĐẶT VẤN ĐỀ 1. Tính cấp thiết của đề tài. Công nghiệp hoá, hiện đại hoá nông nghiệp nông thôn 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 nông 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 hoá - điện khí hoá nông nghiệp là một nhiệm vụ hết sức quan trọng trong toàn bộ sự nghiệp CNH-HĐH: từng bƣớc thực hiện cơ khí hoá 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 nông nghiệp đuổi kịp các nƣớc trong khu vực và nâng mức đóng góp của khoa học công 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 tr ộn 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 mô sản xuất hộ gia đình. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
-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 toàn diện, chủ yếu dựa vào phƣơng pháp phân tích cấu trúc, thông qua thực nghiệm. Việc xác định các thông số của quá 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 công 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 hoàn thiện công 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 toán 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 mô 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 hoàn toàn làm chủ đƣợc công 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 nguyên Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
-3- 5. Đối tƣợng nghiên cứu, phạm vi nghiên cứu - Một số thông số chính của máy trộn bột khô, kiểu vít đứng TK-1A: Thời gian trộn, khối lƣợng một mẻ trộn, chi phí công 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 http://www.lrc-tnu.edu.vn
-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 nuôi 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 công 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 nuôi 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 quân đạt 4,5%. Chăn nuôi hàng hóa phát triển, nhu cầu thức ăn chăn nuôi 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 công suất từ 30.000 200.000 tấn/năm. Giai đoạn này phát triển nhanh các dây chuyền có công 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 ngoài 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 http://www.lrc-tnu.edu.vn
-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 nông nghiệp, chăn nuôi hàng hóa phát triển nhanh, nhiều trang trại chăn nuôi đã hình thành, nhu cầu thức ăn lớn , đồng thời là lĩnh vực thu lợi nhuận cao. Do đó nhiều đơn vị trong và ngoài 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 công 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, Tiề n 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 nuôi (nghiền, trộn…). Tính đến nay, toàn quốc đã trang bị 38.264 máy chế biến thức ăn chăn nuôi (trong đó có khoảng 30% là máy trộn với công 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 công 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 quân nhỏ nhƣng công 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 http://www.lrc-tnu.edu.vn
-6- Bảng 1.1. Mức độ trang bị máy chế biến thức ăn công nghiệp Đơn vị: chiếc /100 hộ Tên địa phƣơng Các loại máy TT Máy sấy Máy chế biến Máy chế biến thức ăn chăn nuôi lƣơng thực Toàn quốc 1 0,64 0,30 1,96 Đồng bằng sông Hồng 2 0,10 0.18 1,13 Các tỉnh Đông Bắc 3 3,51 0,83 6,64 Các tỉnh Tây Bắc 4 0,14 0,26 5,24 Các tỉnh Bắc Trung Bộ 5 0,05 0,39 1,96 Duyên hải N. Trung Bộ 6 0,06 0,08 0,54 7 Tây nguyên 0,27 0,21 1,12 Đông Nam Bộ 8 0,06 0,13 0,32 Đồng bằng S. Cửu Long 9 0,22 0,15 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. Phú Thọ Bắc Kạn Thái Cao Tuyên Yên Bái bằng Nguyên Quang Cơ sở chế 5383 4951 153 3522 2788 673 biến nông sản Máy chế biến thức ăn 2033 763 3031 1214 500 469 chăn nuôi, chiếc Riêng Thanh Hóa có 4490 chiếc máy chế biến thức ăn gia súc, tính bình quân 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: toàn tỉnh có 10.754 cơ sở chế biến qui mô xã, bình quân 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 http://www.lrc-tnu.edu.vn
-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 nuôi, trong khi đó chỉ tiêu bình quân 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 khô 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, công nghiệp, hóa dƣợc…) để tìm và tạo ra nguyên 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, không coi thức ăn chăn nuôi 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 nuôi còn cao khoảng 15 – 20 % so với khu vực và thế giới nên giá thành sản phẩm chăn nuôi chƣa cao.Vì thiếu nguyên 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 nuôi, nhất là ở các cơ sở vừa và nhỏ còn thấp và không ổn định. Nguyên nhân do công nghệ và thiết bị lạc hậu, thiếu vốn nên không chủ động đƣợc nguyên liệu; - Chi phí cho nguyên liệu chế biến thức ăn chăn nuôi 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 thông cho nên chi phí chiếm gần 20%. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
-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 ngoài 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 công nghệ về cơ giới hoá 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 nguyên nhân chính làm cho giá sản phẩm chăn nuôi 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 nuôi. 1.1.3. Tình hình nghiên cứu và chuyển giao máy, thiết bị phục vụ chế biến thức ăn chăn nuôi ở Việt Nam. 1.1.3.1.Quy trình chế biến thức ăn chăn nuôi Tuỳ thuộc vào giống, quá 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 http://www.lrc-tnu.edu.vn
-9- Nguyên liệu Định lƣợng Nghiền nhỏ Trộn đều Chất bổ sung Ép tạo viên Đóng bao H 1.1.Quy trình chế biến thức ăn chăn nuôi Trong mỗi công 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 công nghệ và máy móc, thiết bị phù hợp. 1.1.3.2 Quy mô phân tán Quy mô chế biến thức ăn chăn nuôi 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 nuôi hoặc làm dịch vụ tại các thôn xã. Mô hình này đã, đang và sẽ tiếp tục phát triển trong tƣơng lai, vì nó tận dụng đƣợc nguồn nguyên liệu sẵn có (cám, ngô, khoai, sắn…) ở địa phƣơng và thích hợp cho chăn nuôi 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 mô 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 http://www.lrc-tnu.edu.vn
-10- Máy nghiền thƣờng có công 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 không sàng (sàng ngoài) và phần nào đã đáp ứng đƣợc yêu cầu của sản xuất. Có thể nói, các máy móc, thiết bị quy mô phân tán trong nƣớc hoàn toàn 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 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, 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 công 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 ngoài, công 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, còn 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 http://www.lrc-tnu.edu.vn