Nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số đến chất lượng sản phẩm và tiêu thụ năng lượng của máy trộn thức ăn chăn nuôi kiểu nằm ngang

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN ĐỖ THỊ TÁM NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ THÔNG SỐ ĐẾN CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM VÀ TIÊU THỤ NĂNG LƯỢNG CỦA MÁY TRỘN THỨC ĂN CHĂN NUÔI KIỂU NẰM NGANG LUẬN ÁN TIẾN SỸ KỸ THUẬT Thái Nguyên, năm 2012 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! http://www.lrc-tnu.edu.vn BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN ĐỖ THỊ TÁM NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ THÔNG SỐ ĐẾN CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM VÀ TIÊU THỤ NĂNG LƯỢNG CỦA MÁY TRỘN THỨC ĂN CHĂN NI KIỂU NẰM NGANG Chun ngành: Cơng nghệ Chế tạo máy Mã số: 62 52 04 01 LUẬN ÁN TIẾN SỸ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1.PGS.TS.NGUYỄN ĐĂNG BÌNH 2.GS.TSKH PHẠM VĂN LANG Thái Nguyên, năm 2012 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan nội dung công bố luận án riêng Các số liệu, kết nêu luận án trung thực chưa cơng bố cơng trình luận án khác Tác giả luận án Đỗ Thị Tám Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ii LỜI CẢM ƠN Tác giả xin chân thành cảm ơn hướng dẫn giúp đỡ tận tình tập thể hướng dẫn khoa học PGS.TS Nguyễn Đăng Bình, GS.TSKH Phạm Văn Lang tạo điều kiện từ nghiên cứu thiết kế mơ hình, tổ chức thực nghiệm hướng dẫn chi tiết q trình hồn thành luận án Đồng thời, tác giả bày tỏ lòng biết ơn nhà khoa học: TS Nguyễn Năng Nhượng, TS Nguyễn Sĩ Hiệt, PGS TS Nguyễn Văn Dự tận tình giúp đỡ, đặc biệt trình điều tra, xử lý số liệu qua thực nghiệm Tác giả bày tỏ lòng biết ơn Ban lãnh đạo Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp, Trường Đại học Giao thông Vận tải, Viện Cơ điện Nông nghiệp công nghệ STH tận tình hướng dẫn, giúp đỡ thời gian hồn thành luận án Tác giả gửi lời cảm ơn chân thành tới gia đình, đồng nghiệp người thân tạo điều kiện tốt để tác giả hoàn thành luận án Do lực thân nhiều hạn chế, nên luận án không tránh khỏi sai sót, tác giả mong nhận đóng góp ý kiến thầy cô giáo, chuyên gia bạn đồng nghiệp để luận án hoàn thiện Xin chân thành cảm ơn! Thái Nguyên, tháng năm 2012 Tác giả luận án Đỗ Thị Tám Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn vi DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT KÝ HIỆU ĐƠN VỊ Ý NGHĨA ĐO D Đường kính cánh trộn m  Tốc độ góc trục trộn s-1 Lc Chiều dài trục trộn m l1 Chiều dài phần cánh trộn m S Bước cánh tải m  Hệ số điền đầy  Khe hở hướng kính m d Đường kính trục trộn m  Góc nghiêng cánh trộn bàn tay trộn độ Q Năng suất Tấn/h  Khối lượng riêng Kg/m3 f Hệ số ma sát vật liệu bề mặt cấu trộn W Độ ẩm bột g Gia tốc trọng trường m/s2 N Công suất kW S* Độ rỗng (xốp) vật liệu * Độ chặt vật liệu Is Chỉ số trộn t Thời gian trộn s V Thể tích m3 C g/cm3 Hệ số nâng cánh Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn vii DANH MỤC CÁC BẢNG, BIỂU Tên Bảng Trang Bảng 1.1 Sản lượng thức ăn chăn nuôi chế biến nước Bảng 1.2 Tiêu thụ thức ăn chăn nuôi Bảng 1.3.Tỷ lệ % doanh nghiệp có thiết bị chế biến tự động… Bảng 1.4 Đặc điểm kỹ thuật loại máy trộn sử dụng 13 Bảng 1.5 Các cơng ty có máy trộn trục ngang cơng suất 10 T/h 13 Bảng 1.6 Đặc điểm kỹ thuật máy trộn vành xoắn (đai xoắn)… 15 Bảng 1.7 Đặc điểm kỹ thuật máy trộn kiểu cánh dạng DFMF – P* 16 Bảng 1.8 Đặc điểm kỹ thuật máy trộn kiểu cánh hai trục F- 500 18 Bảng 1.9 Quan hệ công suất tiêu hao cánh trộn với vị trí … Bảng 2.1 Đặc điểm vật lý số nguyên liệu 24 28 Bảng 2.2 Hệ số ma sát số nguyên liệu chế biến TACN Bảng 2.3 Các thông số vào liên quan đến trình trộn 29 32 Bảng 2.4 Cơ sở xây dựng phần kế hoạch Box-Behnken Bảng 2.5 Kế hoạch Box-Behnken n = 35 36 Bảng 3.1 Các thông số ảnh hưởng đến trình trộn Bảng 3.2 Thứ nguyên yếu tố máy trộn 55 59 Bảng 4.1 Các kích thước máy trộn sử dụng thực … Bảng 4.2 Ma trận thí nghiệm 70 77 Bảng 4.3 Hệ số hồi quy cho hàm YN Bảng 4.4 Bảng phân tích phương sai cho YN 80 81 Bảng 4.5 Hệ số hồi quy cho hàm YK Bảng 4.6 Bảng phân tích phương sai cho YK 82 83 Bảng 4.7 Kết tối ưu máy trộn mô hình Bảng 4.8 Thơng số lựa chọn tối ưu cho máy trộn mơ hình 85 86 Bảng 4.9 Tính tốn thông số máy thực Bảng 4.10 Lực cản cánh máy trộn mơ hình với thơng số tối ưu 88 89 Bảng 4.11 Các loại máy sử dụng dây chuyền chế biến thức ăn … Bảng 4.12 Các hạng mục đầu tư 91 91 Bảng 4.13.Lãi phát sinh thời gian đầu xây dựng sở chế biến… Bảng 4.14 Bảng chi phí sản xuất 92 93 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn viii DANH MỤC CÁC HÌNH Tên hình Trang Hình 1.1 “Dây chuyền” chế biến thức ăn chăn ni Hà Tây Hình 1.2 Dây chuyền chế biến thức ăn chăn ni Hình 1.3 Một số loại máy trộn Hình 1.4 Đường đặc tính trộn máy trộn 11 Hình 1.5 Mối quan hệ thời gian trộn độ đồng … 11 Hình 1.6 Máy trộn ngang Tr70-Tr500TNHH An Nam 12 Hình 1.7 Máy trộn ngang HW-100 12 Hình 1.8 Trục máy trộn dải xoắn 15 Hình 1.9 Kết cấu kiểu máy trộn ngang kiểu cánh gạt DFMF – P Hình 1.10 Máy trộn ngang kiểu cánh gạt DFMF 16 17 Hình 1.11 Máy trộn ngang hai trục cánh gạt Hình 1.12 Chuyển động vật liệu buồng trộn 17 19 Hình 1.13 Quỹ đạo chuyển động phức tạp vật liệu máy … Hình 1.14 Sơ đồ xác định trở lực tác dụng lên cánh 19 21 Hình 2.1 Quan hệ độ sai lệch bình phương trung bình Hình 4.1 Máy trộn dùng thực nghiệm 42 64 Hình 4.2 Cách bố trí bàn tay trộn trục trộn Hình 4.3.Cấu tạo cánh trộn 67 67 Hình 4.4 Bộ phận xả Hình 4.5 Tổng thể mơ hình máy trộn 68 69 Hình 4.6 Sơ đồ mạch cầu Hình 4.7 Sơ đồ bố trí tenzo 71 71 Hình 4.8 Thiết bị Dynamic Strainmeters SDA-810C/830C Hình 4.9 Sử dụng vành trượt để đưa điện áp 72 73 Hình 4.10 Dán tenzo trục Hình 4.11 Kết nối thiết bị 73 73 Hình 4.12 Đo tiêu thụ lượng riêng Hình 4.13 Cơng tơ điện pha có tích hợp truyền dẫn… 74 75 Hình 4.14 Kỳ vọng điểm tối ưu Hình 4.15 Đồ thị ảnh miêu tả quan hệ “vào” – “ra” 84 85 Hình 4.16 Quy trình sản xuất thức ăn chăn ni cỡ vừa nhỏ 90 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ix Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ 1.Đỗ Thị Tám, “Nghiên cứu ảnh hưởng số thông số đến chất lượng trộn chi phí lượng máy trộn công suất nhỏ qui mô hộ gia đình”,Tạp chí Nơng nghiệp PTNT, số 124, Tr 105 – 109, 2008 2.Đỗ Thị Tám, Phạm Hồng Sơn,“Cơ sở chọn dãy máy trộn thức ăn gia súc (qui mô nhỏ) phục vụ cho nơng thơn miền núi”, Tạp chí Cơ khí Việt Nam, Số 135/10/2008, Tr 24 -26, 2008 Phạm Văn Lang, Đỗ Thị Tám,“Kinh tế trang trại q trình đầu tư máy móc phục vụ sản xuất, chế biến nông – lâm sản Thái Nguyên năm gần đây”, Tạp chí Khoa học Công nghệ - Đại học Thái Nguyên, số 3-Tập 1,Tr 122 – 126, 2008 Phạm Văn Lang, Đỗ Thị Tám,“Nghiên cứu, đánh giá chất lượng thiết kế, chế tạo máy móc điện thực giới hóa nơng nghiệp phương pháp tập mờ”, Tạp chí Khoa học công nghệ trường đại học kỹ thuật, số 68- trang 49 – 52, 2008 Đỗ Thị Tám, “Đánh giá mức độ đóng góp giới hóa chế biến thức ăn chăn nuôi Tỉnh thái nguyên định hướng phát triển thời gian tới”, Câu lạc trường kỹ thuật, Tháng 5, 2009, Hải Phòng Phạm Văn Lang, Bùi Quang Huy, Phạm Hồng Sơn, Đỗ Thị Tám, “Evaluation of agricultural mechanization standard in production areas”, International workshop on agricultural and bio-systems engineering, 8-9 December 2009, Ha Noi, Viet Nam, Page 174 – 180 Nguyễn Đăng Bình, Đỗ Thị Tám “Ứng dụng phương pháp mơ hình đồng dạng phân tích thứ ngun việc xác định thông số đầu vào thực nghiệm mơ hình máy trộn thức ăn chăn ni dạng trục ngang”, Tạp chí Cơ khí Việt Nam, số 4, trang 26-28, 2011 Đỗ Thị Tám, Nghiên cứu thiết kế chế tạo mơ hình thí nghiệm máy trộn thức ăn chăn nuôi (qui mô vừa) dạng trục ngang nhằm đảm bảo chất lượng trộn giảm tiêu thụ lượng riêng, Đề tài cấp Bộ,mã số B2009-TN02-11 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 89 Nhận xét - Máy trộn MT-1 đươc sử dụng thực tế, kết khảo nghiệm cho thấy đảm bảo độ trộn 95% chi phí lượng thấp, lắp đặt máy đem lại hiệu kinh tế cho sở sử dụng, sở khoa học để tính loại máy trộn khoảng suất từ 25 tấn/h giúp cho sở sản xuất thức ăn chăn nuôi vừa nhỏ tham khảo, đầu tư thiết bị trộn, đảm bảo tiết kiệm lượng độ đồng sản phẩm 4.5.Ứng dụng phƣơng pháp mơ hình, đồng dạng phân tích thứ nguyên để xác định lực cản cánh máy trộn thức ăn chăn nuôi trục ngang Làm thí nghiệm với thơng số tối ưu máy trộn mơ hình, xác định lực cản máy mơ sau: Bảng 4.10 Lực cản cánh máy trộn mơ hình với thơng số tối ƣu TN Yk NL NL/tg x1 x2 x3 x4 CStb YN Rc Mxt ω tn28-1 91.3 38.8 0.154 368 70 50 40 1554.9 3498.4 130.8 297.1 5.2 tn28-2 90.1 38.6 0.206 368 70 50 40 1543.6 3473.1 129.8 294.9 5.2 tn28-3 87.7 38.6 0.164 368 70 50 40 1546.4 3479.4 130.1 295.5 5.2 (Cách tính Rc xem phụ lục 2) Theo nội dung trình bày chương (Phương pháp lực cản cánh máy trộn thức ăn chăn nuôi trục ngang); Kết thực nghiệm máy mô hình thu đƣợc giá trị lực cản cánh - RM= 130,3 N; - ρM = 780 kg/m3 khối lượng riêng vật liệu trộn; - FM= 0,08x0,07xsin70o = 43,3 x 10-4 m2, diện tích hình chiếu theo mặt phẳng đứng cánh tiện [1]; - vM= LCM x ωM = 0,155 x 5,2 = 0,806 m/s Từ tìm hệ số CM hệ số thực nghiệm rõ tác dụng cấu trộn dùng để trộn bột thức ăn chăn nuôi CM  RM FM  M vM  130,3  59,4 43,3.10 780.0,8062 4 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn (4.17) 90 Vậy ta công thức xác định lực tác động lên cánh máy mơ hình làm việc chế độ hợp lý: RM = 59,4.M.FM.v2M (4.18) Xác định lực cản máy thực  Xét chuẩn số 1 1  R hay viết R = k0.b p.h.b (4.19) Nếu xét tổng số bề rộng cánh trục bề rộng toàn máy trộn là: ko.B Khi biết lực cản máy mơ hình, tìm lực cản máy thực R0  RM Hoặc k0 B0 k0 M BM (4.20) C  F Ro  RM C M  M FM v   vM    (4.21) Trong đó, kí hiệu “0” vật thực, “M” mơ hình 4.6 Ứng dụng mẫu máy trộn dây chuyền sản xuất thức ăn chăn nuôi qui mô vừa nhỏ Nguyên liệu Định lượng Nghiền nhỏ Trộn Chất bổ xung Đóng gói Hình 4.16 Quy trình sản xuất thức ăn chăn nuôi cỡ vừa nhỏ Mẫu máy trộn thiết kế chế tạo (trên sở thơng số máy trộn thí nghiệm dãy máy trộn tính tốn) lắp đặt sở sản xuất Hải Dương Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 91 Dây chuyền sản xuất sở theo qui trình cơng nghệ sau: Trên sở qui trình tổng quát, tùy thuộc yêu cầu mức độ giới hóa khả đầu tư hộ nông dân Bảng 4.11 Các loại máy sử dụng dây chuyền chế biến thức ăn chăn nuôi Tên thiết bị TT Năng suất (T/h) Máy nghiền búa 45 Công suất lắp đặt (Kw) Ghi Lắp đặt dư 5% công suất dự trữ 37 Quạt ly tâm 5,5 Vít tải bột nghiền 2,2 4 Gầu tải bột nghiền 6 Máy trộn ngang 5,5 Máy đánh tơi 7,5 34 Vít tải phận phụ 56 trợ khác Tổng tiêu thụ lƣợng riêng dây chuyền Tôn dày  mm Xả đáy khí nén - Nghiền : kWh/tấn - Trộn: 1,1 1,5 kWh/tấn - Các phận phụ khác: 5,5 kWh/tấn Sản phẩm dây chuyền: Thức ăn chăn ni hỗn hợp 4.6.1 Tính tốn đầu tƣ, lãi phát sinh lắp đặt dây chuyền chế biến thức ăn chăn nuôi * Vốn đầu tƣ: Bảng 4.12 Các hạng mục đầu tƣ TT Tên thiết bị Vốn đầu tƣ Tỉ lệ (VNĐ) (%) Thiết bị, công nghệ, đào tạo 205.000.000 85,42 Thiết bị lẻ 15.000.000 6,25 Xây dựng sở hạ tầng 17.000.000 7,08 Vốn dự phịng 3.000.000 1,25 Tổng cộng Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 240.000.000 100 http://www.lrc-tnu.edu.vn 92 *Lãi phát sinh Dự tính thời gian xây dựng, lắp đặt thiết bị từ đến tháng Bảng 4.13 Lãi phát sinh thời gian đầu xây dựng sở chế biến thức ăn chăn nuôi Tên thiết bị TT Vốn đầu tƣ (106 VNĐ) Lãi suất vay (%/năm) Thời gian vay (tháng) Lãi phát sinh (106 VNĐ) Thiết bị, công nghệ, đào tạo 205 10 10,25 Thiết bị lẻ 15 10 0,125 Xây dựng sở hạ tầng 17 10 0,825 Vốn dự phòng 0 Tổng cộng 240 11,225 4.6.2 Năng lực sản xuất dây chuyền - Thời gian chế biến: 320 ngày/năm - Ngày làm việc ca, ca tiếng, Hệ số sử dụng thời gian: 0,85 - Công suất Tấn/giờ Tổng sản lƣợng/năm Sản lƣợng thức ăn cho lợn Sản lƣợng thức ăn cho gà 17.500 12.000 5.500  Nhu cầu vốn lƣu động Lãi vay vốn Ngân hàng nhà nước tính với lãi suất ưu đãi theo định số 65/QĐ.TTg ngày 2-12-2011 Thủ tướng phủ hỗ trợ cho người sản xuất chế biến thức ăn chăn nuôi hai năm đầu “0” 4.6.3 Hoạch toán kinh tế (theo đơn giá năm 2011) * Giá bán bình quân thức ăn chăn ni : 11.000.000 đ/tấn SP * Chi phí: Tổng chi phí 8.375.000đ/tấn SP * Lợi nhuận: 2.625.000đ/tấn SP Chi phí sản xuất tính theo bảng 4.14 đây: Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 93 Bảng 4.14 Bảng chi phí sản xuất Khoản mục Chi phí (VNĐ/Tấn SP) Nguyên liệu 1.Chi phí sản xuất 8.200.000 Điện sản xuất 40.000 Bao Bì 10.000 Các phụ phí khác 5.000 Chi phí khấu hao tài sản cố định 50.000 3.Chi phí quản lý 20.000 4.Chi phí lương 50.000 5.Tổng chi phí 8.375.000 Như vậy, đầu tư dây chuyền sản xuất có sử dụng thiết bị máy trộn ứng dụng từ nghiên cứu luận án mang lại hiệu kinh tế Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 94 Kết luận chƣơng Thiết kế máy trộn trục ngang kiểu cánh gạt phù hợp với mục đích thực nghiệm luận án, cho thay đổi được: góc nghiêng  bàn tay trộn trục trộn, tốc độ quay n trục trộn; vị trí đặt cánh trộn (lắp đặt bàn tay trộn cho chép lại bước “vít tải” nhằm đảm bảo nguyên lý trộn trình trộn), biên dạng cánh, khoảng cách cánh trục trộn S; Lựa chọn thiết bị đo công suất tiêu thụ, độ trộn bột sau trộn, phương pháp quy hoạch thực nghiệm để thu xử lý kết xác thực nghiệm; Tiến hành thực nghiệm đa yếu tố, xử lý kết tìm phương trình tốn mô tả ảnh hưởng yếu tố x1, x2, x3, x4 đến YK YN (Phương trình 4.6, 4.7), từ giải tốn thương lượng tối ưu tìm thông số công nghệ chế tạo máy mơ bảng 4.8; Từ kết nghiên cứu thực nghiệm, ứng dụng lý thuyết mơ hình - đồng dạng phân tích thứ nguyên, xác định dãy máy trộn ký hiệu bảng 4.9; Từ kết tối ưu, xác định lực cản tác động cánh máy trộn mơ hình CM = 59,4; (4.17); Nhờ ứng dụng phương pháp mơ hình, đồng dạng phép phân tích thứ ngun (phương trình 4.19  4.21), xác định lực cản cánh máy trộn thực ứng với quy mô sản xuất thực tế; Việc xác định lực cản máy thực qua tính tốn cho phép xác định, đánh giá công suất tiêu thụ lắp đặt máy tiếp kiệm lượng hay chưa mà không cần qua thực nghiệm máy thực; Máy trộn MT-1 Công ty cổ phần thức ăn chăn nuôi vật tư nông sản, Thị trấn Lai Cách, Huyện Cẩm Giàng, Hải Dương đặt mua, kết luận 4.6.3.2 cho thấy lợi nhuận sở sử dụng máy trộn thức ăn nuôi MT-1 đảm bảo độ đồng sau trộn đạt 95 % Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 95 KẾT LUẬN CHUNG VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN TIẾP THEO Kết luận chung 1.1.Từ việc phân tích tình hình phát triển ngành chăn giới Việt Nam, thấy tốc độ phát triển dây chuyền chế biến thức ăn chăn nuôi, (đặc biệt dây chuyền chế biến cơng suất cỡ vừa nhỏ- mơ hình phù hợp với chăn nuôi Việt Nam giai đoạn nay) chưa đáp ứng nhu cầu phát triển ngành chăn ni nay; điều ảnh hưởng nghiêm trọng tới hiệu kinh tế ngành nông nghiệp Việt Nam 1.2 Máy trộn trục ngang, đặc biệt máy trộn hai trục, cánh gạt đánh sử dụng nhiều sở chế biến thức ăn chăn nuôi nhờ cho chất lượng bột cao sau trộn, trộn nhiều loại thức ăn, dễ chế tạo, dễ lắp đặt, tháo lắp làm thuận tiện, có khả bố trí vào liên hợp máy chế biến liên tục; nhiên việc thiết kế, chế tạo, sử dụng máy cần tiếp tục nghiên cứu khảo nghiệm để xác định thông số hợp lý để làm sở cải tiến hoàn thiện hơn, nhằm đạt tiêu suất, chất lượng giảm mức tiêu thụ điện …; 1.3 Ứng dụng phương pháp mơ hình, đồng dạng phân tích thứ ngun làm sở để xác định chuẩn số làm thông số “vào” thực nghiệm, sở chế tạo máy trộn mơ hình đáp ứng mục tiêu thực nghiệm; 1.4 Tiến hành quy hoạch thực nghiệm, xử lý kết tìm phương trình tốn mơ tả ảnh hưởng yếu tố x1, x2, x3, x4 đến YK YN (Phương trình 4.6, 4.7) nhờ phần mềm Minitab, từ giải tốn tối ưu đa mục tiêu tìm thơng số cơng nghệ chế tạo máy mơ bảng 4.8; 1.5 Từ kết nghiên cứu thực nghiệm, ứng dụng lý thuyết mơ hình, đồng dạng phân tích thứ ngun, xác định dãy máy trộn ký hiệu bảng 4.9 loại máy trộn MT- 1; MT - 4; 1.6 Từ kết tối ưu, xác định lực cản tác động cánh máy trộn mô hình CM = 59,4; (4.17); Nhờ ứng dụng phương pháp mơ hình, đồng dạng phép phân tích thứ ngun (phương trình 4.19  4.21), xác định lực cản cánh máy trộn thực ứng với quy mô sản xuất thực tế; Việc xác định lực cản máy thực qua tính tốn cho phép xác định, đánh giá công suất tiêu thụ lắp Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 96 đặt máy tiếp kiệm lượng hay chưa mà không cần qua thực nghiệm máy thực; 1.7 Máy trộn MT-1 Công ty cổ phần thức ăn chăn nuôi Vật tư nông sản, Thị trấn Lai Cách, Huyện Cẩm Giàng, Hải Dương đặt mua, kết luận 4.6.3.2 cho thấy lợi nhuận sở sử dụng máy trộn thức ăn nuôi MT-1 đảm bảo độ đồng sau trộn đạt 95 % Những vấn đề cần nghiên cứu tiếp 2.1 Tiếp tục nghiên cứu quy luật chuyển động nguyên liệu cánh trộn nhằm xây dựng quy luật thật phù hợp đảm bảo mô tả xác mối quan hệ q trình trộn; 2.2 Tiếp tục nghiên cứu biên dạng cánh trộn nhằm giảm lực cản tăng khả trộn đều; 2.3 Nghiên cứu mẫu máy trộn cho quy mô sản xuất lớn cho tiết kiệm lượng tiêu thu đồng thời đảm bảo chất lượng bột TACN sau trộn Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 97 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu Tiếng Việt Hà Thị An (1986), Các trình thiết bị thủy cơ, Giáo trình giảng dạy cho ngành “Máy thiết bị hóa chất”, Hà Nội Nguyễn Bin (2004), Các trình, thiết bị cơng nghệ hóa chất thực phẩm, NXB Khoa học kỹ thuật, 2004 Hoàng Bá Chư, Phạm Lương Tuệ, Trương Ngọc Tuấn (2005) Bơm, quạt, máy nén công nghiệp, NXB Khoa học kỹ thuật Hà Nội Cokolob I A (1975), Cơ sở thiết kế máy máy móc tự động sản xuất thực phẩm, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Phan Nguyên Di (2002), Cơ học mơi trường liên tục - Các phương trình ứng dụng, NXB Khoa học kỹ thuật Nguyễn văn Dự, Nguyễn Đăng Bình (2011), Quy hoạch thực nghiệm kỹ thuật, NXB Khoa học Kỹ thuật Dự án 030/06 VIE, 2010 Trần Văn Địch, Nguyễn Trọng Bình, Nguyễn Thế Đạt, Nguyễn Viết Tiếp, Trần Xuân Việt (2009), Công nghệ chế tạo máy, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội Nguyễn Thanh Hào (2007), Nghiên cứu dịng phun rối xốy hai pha khơng đồng buồng đốt công nghiệp, Luận án Tiến sĩ kỹ thuật trường Đại học Bách khoa - Đại học quốc gia thành phố Hồ Chí Minh 10 Phạm Thượng Hàn cộng (2006), Kỹ thuật đo lường đại lượng vật lý, tập 2, NXB Giáo dục Hà Nội 11 An Hiệp – Trần Vĩnh Hưng (2006), Thiết kế chi tiết máy máy tính, NXB Giao thơng Vận tải, Hà Nội 12 Franz Holzweibig Hans Dresig (2001), Giáo trình động lực học máy, Vũ Liêm Chính Phan Nguyễn Di dịch từ tiếng Đức, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 13 Nguyễn Thị Hồng (2002), Nghiên cứu xác định thông số hiết bị phủ hóa chất bảo quản nhuộm màu hạt giống Ngô theo công nghệ xử lý ẩm, Luận án tiến sĩ kỹ thuật, Hà Nội Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 98 14 Trần Mạnh Hùng (2007), Đo lường không điện nghiên cứu thử nghiệm máy Giáo trình giảng dạy cao học, Hà Nội 15 Trần Mạnh Hùng, Phạm Văn Lang, Hà Quốc Ninh (1998), Đo lường thử nghiệm điện nông nghiệp thời kỳ mới, NXB Nông nghiệp Hà Nội 16 Trần Thị Nhị Hường, Đặng Thế Huy (1992), Một số phương pháp toán học nông nghiệp, NXB Nông nghiệp, Hà Nội 17 Tào Khang (2003), Công nghệ chế biến thức ăn chăn nuôi, NXB Thượng Hải 18 Landau L.D Lifsitx E.M(2001), Thủy động lực học, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 19 Phạm Văn Lang (1996), Đồng dạng, mơ hình phép phân tích thứ nguyên ứng kỹ thuật nông nghiệp, NXB Nông nghiệp, Hà Nội 20 Phạm Văn Lang, Bạch Quốc Khang (1998), Cơ sở lý thuyết quy hoạch thực nghiệm ứng dụng kỹ thuật nông nghiệp, NXB Nông nghiệp, Hà Nội 21 Phạm Văn Lang, Nguyễn Huy Mỹ (1992), Phương pháp điều khiển học kỹ thuật ứng dụng nông nghiệp, NXB Nông nghiệp, Hà Nội 22 Vũ Như Lân (2006), Điều khiển sử dụng logic mờ mạng nơron đại số gia tử, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội 23 Mai Văn Lề (1984), Nghiên cứu tuyển chọn phương pháp xác định chất phụ gia để đánh giá độ trộn thức ăn gia súc, khoa hóa thực phẩm, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội 24 Mennhicốp C.V (1978), Cơ giới hóa tự động hóa chuồng trại chăn ni gia súc, NXB Bông lúa, Leninguad 25 Vũ Bá Minh, Hồng Minh Nam (2004), Q trình thiết bị cơng nghệ hóa học thực phẩm (tập 2) – Cơ học vật liệu rời, NXB Đại học Quốc gia thành phố Hồ Chí Minh 26 Phan Xuân Minh, Nguyễn Doãn Phước (2006), Lý thuyết điều khiển mờ, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội 27 Nguyễn Như Nam, Lê Anh Đức (2008), Nghiên cứu thiết kế máy trộn vít đứng, Đại học Sư phạm kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh 28 Nguyễn Như Nam (1996), Nâng cao mức độ trộn hỗn hợp nguyên liệu làm thức ăn gia súc, Luận án tiến sĩ kỹ thuật trường Đại học Nơng lâm TP Hồ Chí Minh Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 99 29 Nguyễn Thanh Nam (2008), Dòng phun rối tự phương pháp tính, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội 30 Nguyễn Thanh Nam (2008), Cơ học lưu chất tính tốn, NXB Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh 31 Đậu Thế Nhu (1996), Chương trình xử lý thực nghiệm ứng dụng giới hóa nông nghiệp, Báo cáo khoa học Viện Cơ điện nông nghiệp chế biến nông sản, Hà Nội 32 Nguyễn Năng Nhượng (2001), Kết chuyển giao dây chuyền chế biến thức ăn gia súc qui mô t/h; t/h t/h Tuyển tập kết khoa học công nghệ điện nông nghiệp 1996  2000, Hà Nội 33 Trần Quan Quý, Nguyễn Văn Vịnh, Nguyễn Bính (2001, Máy thiết bị sản xuất vật liệu xây dựng, NXB Giao thông Vận tải, Hà Nội 34 Ngô Diện Tập (2001), Đo lường điều khiển máy tính, NXB Khoa học kỹ thuật 35 Nguyễn Hồn Thiện (2006), Nghiên cứu trình trộn hỗn hợp bê tơng nhựa nóng buồng trộn cưỡng chu kỳ hai trục, Luận văn Thạc sĩ Đại học GTVT chuyên ngành máy xây dựng xếp dỡ, Hà Nội 36 Nguyễn Trọng Thuần (2000), Điều khiển logic ứng dụng, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội 37 Nguyễn Thị Minh Thuận (1988), Nghiên cứu ảnh hưởng số thông số đến chất lượng lượng máy trộn bột thức ăn gia súc khơ kiểu vít đứng, Luận án Phó tiến sĩ kỹ thuật, Hà Nội 38 Nguyễn Như Thung, Lê Nguyên Đương, Phan Lê, Nguyễn Văn Khỏe (1987), Máy thiết bị thức ăn chăn nuôi, NXB Khoa học kỹ thuật Hà Nội 39 10TCN - Tiêu chuẩn ngành (10TCN 860:2006), Thức ăn chăn nuôi – Độ dao động phân tích cho phép tiêu chất lượng, Bộ nông nghiệp phát triển nông thôn 40 Phan Thanh Tịnh (1995), Các phương pháp đánh giá hiệu kết nghiên cứu điện nông nghiệp chế biến nông sản 1991 – 1995, NXB Nông nghiệp, Hà nội 41 Tổng Cục Thống kê, Tổng điều tra nông thôn (2007), Nông nghiệp thủy sản, NXB Thống kê, Hà Nội Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 100 42 Nguyễn Khắc Trai (2007), Kỹ thuật chuẩn đốn tô, NXB Giao thông vận tải, Hà Nội 43 Nguyễn Minh Tuyển (2006), Quá trình thiết bị khuấy trộn công nghệ, NXB Xây dựng, Hà Nội 44 Nguyễn Minh Tuyền (1987), Các máy khuấy trộn công nghiệp, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội 45 Nguyễn Văn Tuấn (2005), Nghiên cứu ảnh hưởng hệ thống trao đổi khí đến tiêu kỹ thuật động diesel tàu thủy khai thác Việt Nam, Luận án tiến sĩ kỹ thuật, Đại học Hàng hải 46.Vennhicop V.A (1976), Lý thuyết mơ hình đồng dạng, NXB Trường Đại học Mockba 47 Hồ Lê Viên (2002), Các máy gia công vật liệu rắn chất dẻo (tập 2), NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 48 Viện Cơ điện nơng nghiệp (1995), Cơ điện khí hóa nơng nghiệp với vấn đề cơng nghiệp hóa – đại hóa nông nghiệp nông thôn, NXB Nông nghiệp, Hà Nội 49 Nơng Văn Vìn, Hàn Trung Dũng (2002), Ứng dụng sensor vận tốc Vi-Datron để nghiên cứu tính chất chuyển động ôtô máy kéo, NXB Nông nghiệp 50 Trần Minh Vượng, Nguyễn Thị Minh Thuận (1999), Máy phục vụ chăn nuôi, NXB Giáo dục, Hà Nội 51 Witrenburg J.(2000), Động lực học hệ vật rắn, NXB Xây dựng, Hà Nội Nguyễn Đông Anh dịch từ tiếng Anh 52 Xedov L.I (1984), Các phương pháp đồng dạng thứ nguyên học, Bùi Hữu Dân dịch, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội Tài liệu nƣớc 53 Douglas J F (1992), Solving Problem in Fluid Mechamics, Longman 54 United nations development programme food and agriculture rganization of the united nations (1980), Fish Feed Technology, Rome Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 101 iii MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết đề tài Mục tiêu nghiên cứu .2 2.1 Mục tiêu chung .2 2.2 Mục tiêu cụ thể .2 Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu 3.1 Đối tượng nghiên cứu 3.2.Phạm vi nghiên cứu .3 Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài 4.1 Ý nghĩa khoa học 4.2 Ý nghĩa thực tiễn Phƣơng pháp nghiên cứu CHƢƠNG .4 TỔNG QUAN 1.1 Thực trạng ngành chăn nuôi giới Việt Nam 1.1.1 Tình hình chăn ni giới 1.1.2 Tình hình chăn ni Việt Nam .4 1.1.3 Tình hình chế biến thức ăn chăn nuôi giới Việt Nam 1.1.3.1 Tình hình chế biến thức ăn chăn nuôi giới 1.1.3.2 Chế biến thức ăn chăn nuôi Việt Nam 1.2 Công nghệ thiết bị trộn 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 dây chuyền chế biến thức ăn chăn nuôi 1.2.2.1 Thiết bị trộn giới 1.2.2.2 Thiết bị trộn Việt Nam .11 1.2.3 Các dạng máy trộn trục ngang, làm việc gián đoạn .14 1.2.3.1 Máy trộn ngang trục giải xoắn vít 14 1.2.3.2 Máy trộn ngang trục kiểu cánh gạt 15 1.2.3.3 Máy trộn ngang hai trục kiểu cánh gạt 17 1.3 Một số nghiên cứu máy trộn ngang 18 1.3.1 Sự chuyển động vật liệu rời máy trộn 18 1.3.2 Chế độ động học khuấy - trộn 20 1.3.3 Công suất trộn 20 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn iv 102 1.3.4 Thời gian trộn 21 1.3.5 Độ trộn 22 1.3.6 Vị trí đặt cánh trộn biên dạng cánh 23 1.3.7 Chuyển động hạt bề mặt cánh 24 1.3.8 Tính chất vật lý chủ yếu vật liệu 25 Kết luận chƣơng .27 CHƢƠNG .28 ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .28 2.1 Đối tƣợng nghiên cứu 28 2.1.1 Nguyên liệu máy trộn thức ăn chăn nuôi .28 2.1.1.1 Khối lượng riêng .28 2.1.1.2 Hệ số ma sát 29 2.1.1.3 Mật độ 30 2.1.1.4 Độ rỗng 30 2.1.1.5 Độ hạt nguyên liệu .31 2.1.2 Một số thông số cấu tạo công nghệ máy trộn thức ăn chăn nuôi 31 2.2 Phƣơng pháp nghiên cứu .33 2.2.1 Phương pháp quy hoạch thực nghiệm .33 2.2.1.1 Bộ thơng số thí nghiệm .34 2.2.1.2 Lập ma trận thí nghiệm, chọn phương án quy hoạch thực nghiệm .35 2.2.1.3 Xác định mơ hình tốn 367 2.2.1.4 Xác định giá trị tối ưu yếu tố hàm mục tiêu .40 2.2.1.5 Giải toán thương lượng giá trị tối ưu hai hàm mục tiêu 41 2.2.2 Phương pháp xác định độ trộn hỗn hợp sau trộn 41 2.2.3 Phương pháp xác định công suất trộn 44 Kết luận chƣơng .47 CHƢƠNG .48 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 48 3.1 Ảnh hƣởng trộn đến trình chuyển khối dòng hai pha 48 3.2 Ứng dụng phƣơng trình Navie-stocks cơng nghệ trộn thức ăn 53 3.3 Xác định mơ hình vật lý máy trộn thức ăn chăn nuôi 55 3.4 Phƣơng pháp xác định lực cản cánh máy trộn thức ăn chăn nuôi 58 Kết luận chƣơng .62 CHƢƠNG .63 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn v 103 THỰC NGHIỆM VÀ XỬ LÝ SỐ LIỆU .63 4.1 Nghiên cứu thực nghiệm 63 4.1.1.Mục đích 63 4.1.2 Các thông số, tiêu cần xác định thực nghiệm 63 4.2 Thiết bị thực nghiệm 64 4.2.1 Máy trộn cánh gạt trục ngang 64 4.2.1.1 Sự chuyển động hạt vật liệu máy trộn trục ngang 64 4.2.1.2 Nguyên lý cấu tạo máy trộn ngang hai trục 65 4.2.2.Tính tốn thiết kế máy trộn ngang hai trục thí nghiệm 65 4.2.2.1 Cấu tạo máy trộn .66 4.2.2.2 Tổng thể máy trộn thí nghiệm 69 4.2.3 Thiết bị kỹ thuật đo thông số đầu 70 4.2.3.1.Đo công suất tiêu thụ N .70 4.2.3.2 Đo chất lượng bột sau trộn .75 4.3 Phƣơng pháp xử lý kết sau thí nghiệm .76 4.3.1 Tổ chức thực nghiệm .76 4.3.2 Kết thí nghiệm 78 4.3.2.1 Ảnh hưởng x1, x2, x3, x4 đến chi phí lượng riêng YN 79 4.3.2.2 Ảnh hưởng x1, x2, x3, x4 đến chất lượng trộn YK .81 4.3.2.3.Giải toán thương lượng hàm chi phí lượng riêng YN hàm chất lượng trộn YK 83 4.4 Ứng dụng lý thuyết mơ hình, đồng dạng phân tích thứ ngun để xác định dãy máy trộn .86 4.5.Ứng dụng phƣơng pháp mơ hình, đồng dạng phân tích thứ nguyên để xác định lực cản cánh máy trộn thức ăn chăn nuôi trục ngang 89 4.6 Ứng dụng mẫu máy trộn dây chuyền sản xuất thức ăn 90 4.6.1 Tính tốn đầu tư, lãi phát sinh lắp đặt dây chuyền chế biến thức ăn chăn nuôi 91 4.6.2 Năng lực sản xuất dây chuyền 92 4.6.3 Hoạch toán kinh tế (theo đơn giá năm 2011) 92 Kết luận chƣơng .93 KẾT LUẬN CHUNG 95 TÀI LIỆU THAM KHẢO 97 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn