nghiên cứu một số thông số của máy nghiền xương động vật dạng răng trong dây chuyền sản xuất bột khoáng làm thức ăn chăn nuôi

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI - VŨ HUY MAI NGHIÊN CỨU MỘT SỐ THÔNG SỐ CỦA MÁY NGHIỀN XƯƠNG ĐỘNG VẬT DẠNG RĂNG TRONG DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT BỘT KHOÁNG LÀM THỨC ĂN CHĂN NUÔI LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Chuyên ngành : KỸ THUẬT MÁY VÀ THIẾT BỊ CƠ GIỚI HOÁ NÔNG LÂM NGHIỆP Mã số : 60.52.14 Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS TRẦN NHƯ KHUYÊN HÀ NỘI – 2008 Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật……………… ………………………1 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan số liệu kết nghiên cứu luận văn hoàn toàn trung thực chưa sử dụng để bảo vệ công trình nghiên cứu khoa học hay học vị Tôi xin cam đoan, giúp đỡ cho việc hoàn thành luận văn cảm ơn thông tin trích dẫn luận văn rõ nguồn gốc Tác giả luận văn Vũ Huy Mai i LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn này, trải qua hai năm học tập Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội Trong thời gian đó, tiếp thu nhiều kiến thức khoa học qua truyền đạt, hướng dẫn, giúp đỡ quý thầy, cô giáo Nhân dịp này, xin trân trọng cảm ơn quý thầy, cô giáo toàn thể cán bộ, công nhân viên Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội giảng dạy, quản lý quan tâm giúp đỡ suốt thời gian học tập nghiên cứu Trường: -Tôi xin trân trọng cảm ơn thầy giáo: PGS.TS Trần Như Khuyên; người tận tình hướng dẫn, giúp đỡ suốt trình nghiên cứu hoàn thành luận văn - Tôi xin trân trọng cảm ơn tập thể quý thầy, cô giáo khoa Cơ điện Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội đóng góp ý kiến giúp đỡ hoàn thành luận văn Tôi xin trân trọng cảm ơn người thân gia đình; tập thể lãnh đạo đội ngũ quý thầy, cô giáo, cán bộ, công nhân viên Trường Cao đẳng nghề Cơ điện - Xây dựng Nông lâm Trung Bộ, nơi công tác toàn thể bạn bè, đồng nghiệp tạo điều kiện thuận lợi để hoàn thành nhiệm vụ toàn khoá học Tác giả luận văn Vũ Huy Mai ii MỤC LỤC Lời cam đoan i Lời cảm ơn ii Mục lục iii Danh mục bảng vi Danh mục hình vii MỞ ĐẦU Chương TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 1.1 TÌNH HÌNH SẢN XUẤT VÀ TIÊU THỤ BỘT XƯƠNG ĐỘNG VẬT 1.2 3 ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO VÀ TÍNH CHẤT CỦA XƯƠNG ĐỘNG VẬT 1.2.1 Đặc điểm cấu tạo xương động vật 1.2.2 Tính chất xương động vật 1.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP THU GOM VÀ CHẾ BIẾN XƯƠNG ĐỘNG VẬT 1.3.1 Nguồn xương nguyên liệu phương pháp thu gom 1.3.2 Kỹ thuật sản xuất bột xương 1.4 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ SỬ DỤNG MÁY NGHIỀN 11 TRONG NƯỚC VÀ TRÊN THẾ GIỚI 17 1.4.1 Tình hình nghiên cứu sử dụng máy nghiền nước 17 1.4.2 Tình hình nghiên cứu sử dụng máy nghiền nước 19 1.5 MỤC ĐÍCH VÀ NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI 28 1.5.1 Mục đích nghiên cứu 28 1.5.2 Nhiệm vụ nghiên cứu 28 iii Chương ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 29 2.1 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 29 2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 31 2.2.1 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm 31 2.2.2 Phương pháp xác định số thông số nghiên cứu máy 2.2.3 nghiền 32 Phương pháp xử lý gia công số liệu thực nghiệm 34 Chương CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA QUÁ TRÌNH NGHIỀN 3.1 37 CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA QUÁ TRÌNH NGHIỀN NHỎ VẬT LIỆU 37 3.1.1 Cơ sở vật lý trình nghiền 37 3.1.2 Các thuyết nghiền 37 3.1.3 Những yếu tố ảnh hưởng đến trình nghiền 45 3.2 LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN QUÁ TRÌNH NGHIỀN TRONG MÁY NGHIỀN BÚA 46 3.2.1 Vận tốc va đập cần thiết để phá vỡ vật thể 46 3.2.2 Sàng khe hở đầu búa - sàng 48 3.2.3 Vận tốc gió khí động học máy nghiền kiểu búa 50 3.2.4 Năng lượng nghiền 54 Chương CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÁY NGHIỀN RĂNG 4.1 64 QUÁ TRÌNH ĐẬP NHỎ VÀ PHÂN LY NGUYÊN LIỆU TRONG BUỒNG NGHIỀN 64 4.1.1 Quá trình đập nhỏ 64 4.1.2 Quá trình lọc sản phẩm nghiền 67 4.2 XÁC ĐỊNH NĂNG LƯỢNG NGHIỀN 72 4.2.1 Cơ sở lý thuyết xác định lượng nghiền 72 iv 4.2.2 Công suất tiêu hao để đập vỡ nguyên liệu 75 4.3 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÁY NGHIỀN RĂNG NR-1 76 4.3.1 Xác định thông số máy nghiền NR-1 76 4.3.2 Tính toán thiết kế phận máy nghiền 79 Chương KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM 86 5.1 VẬT LIỆU VÀ DỤNG CỤ THÍ NGHIỆM 86 5.1.1 Vật liệu thí nghiệm: 86 5.1.2 Dụng cụ thí nghiệm 86 5.2 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM 86 5.2.1 Ảnh hưởng tốc độ quay rôto x1 87 5.2.2 Ảnh hưởng lượng cung cấp nguyên liệu x2 90 5.2.3 Ảnh hưởng đường kính lỗ sàng x3 94 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 98 1.KẾT LUẬN 98 ĐỀ NGHỊ 99 v DANH MỤC CÁC BẢNG STT Tên bảng Trang 1.1 So sánh lượng thức ăn truyền thống với thức ăn công nghiệp 1.2 Số lượng vật nuôi nước ta từ 1995 đến 2010 1.3 Dự tính nhu cầu thức ăn cho số vật nuôi từ năm 2000 đến năm 2010 1.4 Hàm lượng Phospho tổng số Phospho dễ hấp thu số loại thức ăn khoáng dùng chăn nuôi 1.5 Hàm lượng khoáng thức ăn hỗn hợp hoàn chỉnh cho gia cầm 1.6 Hàm lượng khoáng thức ăn hỗn hợp hoàn chỉnh cho lợn 1.7 Đặc tính số máy nghiền sử dụng phổ biến Việt Nam 19 3.1 Quá trình phân chia vật liệu nghiền 39 4.1 Các thông số phận nghiền 81 5.1 Ảnh hưởng yếu tố x1 tới hàm Y1 87 5.2 Ảnh hưởng tốc độ quay rôto x1 tới hàm Y2 89 5.3 Ảnh hưởng yếu tố x2 tới hàm Y1 91 5.4 Ảnh hưởng yếu tố x2 tới hàm Y2 92 5.5 Ảnh hưởng yếu tố x3 tới hàm Y1 94 5.6 Ảnh hưởng yếu tố x3 tới hàm Y2 96 vi DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH, ĐỒ THỊđ STT 1.1 Tên hình ảnh, đồ thị Trang Sơ đồ thu gom xương nước có ngành chăn nuôi chế biến thịt phát triển 11 1.2 Sơ đồ thu gom xương nước phát triển 12 1.3 Xương thu gom từ nhà hàng 12 1.4 Qui trình công nghệ chế biến loại xương 14 1.5 Đốt xương 15 1.6a Thiết bị xử lý ướt 16 1.6b Thiết bị xử lý khô 16 1.7 Sơ đồ máy nghiền kiểu búa 20 1.8 Máy nghiền búa không sàng 22 1.9 Máy nghiền kiểu trục 23 1.10 Máy nghiền chậu lăn 24 1.11 Máy nghiền loại rôto 25 2.1 Sơ đồ cấu tạo máy nghiền xương động vật dạng NR-1 29 2.2 Dụng cụ xác định độ nhỏ M bột nghiền 33 3.1 Sơ đồ mặt phẳng nghiền 38 3.2 Đồ thị phụ thuộc lực P với độ biến dạng λ 41 3.3 Lực vận tốc va đập 47 3.4 Sự biến thiên z Rx theo thời gian t 49 3.5 Sự phụ thuộc t Klc vào vb 51 3.6 Sơ đồ lưu chuyển dòng khí buồng nghiền 52 3.7 Trường vận tốc khí qua lỗ sàng 53 3.8 Sự phân bố vận tốc v áp suất tĩnh p trường xoáy lốc phẳng buồng nghiền 53 Phân tích vận tốc trước sau va đập 56 3.10 Phân tích vận tốc trước sau va đập 57 3.9 vii 3.11 Sơ đồ xác định hệ số phục hồi k 58 3.12 Sơ đồ hạt va đập vào nhám 60 3.13 Sơ đồ nhám có khía 61 4.1 Mô hình trình đập nhỏ vật liệu máy nghiền 64 4.2 Đồ thị trình lọc sản phẩm 68 4.3 Sơ đồ hạt nguyên liệu bị biến dạng va đập (hình a) quan hệ lực tác dụng P với biến dạng ∆l (hình b) 72 4.4 Sơ đồ xác định vận tốc va chạm vật liệu với nghiền 77 4.5 Mô hình đĩa động máy nghiền 80 4.6 Mô hình đĩa tĩnh máy nghiền 80 4.7 Cấu tạo nghiền máy nghiền 82 4.8 Sơ đồ tính toán sàng 83 4.9 Sơ đồ bố trí lỗ sàng 84 5.1 Đồ thị ảnh hưởng số vòng quay rôto x1 đến hàm Y1, Y2 90 5.2 Đồ thị ảnh hưởng lượng cung cấp x2 đến hàm Y1, Y2 94 5.3 Đồ thị ảnh hưởng đường kính lỗ sàng x3 đến hàm Y1, Y2 97 viii MỞ ĐẦU Ngành chăn nuôi nước ta năm gần có bước phát triển vượt bậc Năm 1994 nước có khoảng 15 triệu lợn 3,2 triệu bò, 100 triệu gia cầm, giá trị sản xuất ngành chăn nuôi đạt khoảng 10.283,2 tỷ đồng Đến năm 2005 tăng lên khoảng 26 triệu lợn, 4,9 triệu bò, 220 triệu gia cầm Hiện nước có khoảng 16708 trang trại chăn nuôi 34202 trang trại nuôi trồng thuỷ sản, dự kiến đến năm 2010 tiêu thụ khoảng 11,7 triệu thức ăn chăn nuôi năm Trong thức ăn chăn nuôi thành phần chất khoáng không cao song quan trọng thiếu (trong hỗn hợp thức ăn cho chăn nuôi gia cầm khoảng 7,5% cho chăn nuôi lợn khoảng 5÷ 10%).[3] Dự kiến đến khoảng năm 2010 nước ta cần 878.000 thức ăn khoáng cho chăn nuôi năm Hiện thức ăn khoáng sản xuất chủ yếu từ bột đá vôi, thành phần chủ yếu Cacbonat Canxi, số thành phần tạp chất khác Cacbonat Canxi lẫn vào, tạp chất có hại cho vật nuôi khó tách lọc trình chế biến, chất lượng bột khoáng sản xuất từ đá vôi không đảm bảo Trong đó, bột chế biến từ xương tươi có giá trị dinh dưỡng cao, khoảng 18÷ 25% Protein, 5% Canxi, 25% Phospho nên sử dụng có hiệu để thay thức ăn khoáng sản xuất từ bột đá Chính nước phát triển người ta sử dụng bột khoáng chế biến từ xương làm thức ăn chăn nuôi từ năm 80 kỷ trước với công nghệ hệ thống thiết bị đại Ở nước ta, xương động vật chưa tận dụng để làm thức ăn chăn nuôi nên phần lớn lượng xương coi rác thải phải mang chôn lấp, vừa gây lãng phí, vừa gây ô nhiễm môi trường Trong khoảng 5-7 năm gần đây, hình thành sở thu gom, chế biến, tiêu thụ bột xương nước n=3 Kết khảo nghiệm xác định ảnh hưởng thông số đầu vào đến thông số đầu sau: 5.2.1 Ảnh hưởng tốc độ quay rôto x1 (v/ph) Điều kiện thí nghiệm: lượng cung cấp nguyên liệu x2 = 1000kg/h đường kính lỗ sàng x3 =2mm, cho x1 biến thiên từ 1000÷1400v/ph 5.2.1.1 Ảnh hưởng tốc độ quay rôto x1 tới độ nhỏ bột nghiền Y1 (mm); Kết thực nghiệm xác định ảnh hưởng thông số x1 đến hàm Y1 thể bảng 5.1 Bảng 5.1 Ảnh hưởng yếu tố x1 tới hàm Y1 x1 Y1 1000 1100 1200 1300 1400 1,12 0,85 0,64 0,53 0,40 1,14 0,76 0,60 0,51 0,42 n ∑ (Y (Y − Y ) Yj ij j k 0,70067 ∑ (Y j ) S2j i =1 1,24 1,1667 0,217184 0,75 0,78667 0,073960 0,62 0,62000 0,065076 0,52 0,52000 0,032642 0,41 0,41000 0,084890 Y= − Y j 0,008267 0,006067 0,000800 0,000200 0,000200 − Y j=1 =0,473775 ) ∑ ∑(Y k n j=1 i =1 i j − Y j =0,0015534 0,004134 0,003034 0,000400 0,000100 0,000100 k ) ∑S j j−1 =0,00777 - Xác định độ tin cậy ảnh hưởng tốc độ quay rôto x1 tới hàm độ nhỏ bột nghiền Y1 Xác định phương sai yếu tố phương sai thí nghiệm : S yt2 = 0,473775 =0,1184438 −1 Stn2 = 0,0015534 = 0,00015534 ( − 1) Dùng tiêu chuẩn Fisher để đánh giá tỉ số phương sai yếu tố phương sai thí nghiệm: 87 F= S2yt tn S = 0,1184438 = 76,25 0,00015534 Tra bảng tiêu chuần Fisher tìm giá trị Fbα, f1, f2 với mức ý nghĩa α = 0,05 bậc tự do; f1 = k - = 4; f2 = N – k = 10, ta có: Fb = 3,48 So sánh F Fb α, f1,f2 ta nhận thấy F > Fb α, f1,f2 nên ảnh hưởng yếu tố x1 tới hàm độ nhỏ bột nghiền Y1 đảm bảo độ tin cậy - Kiểm tra tính phương sai: Dùng tiêu chuẩn Coocren để đánh giá tính phương sai thí nghiệm G= S jmax K ∑S j=1 = 0,004134 = 0,532 0,00777 j Tra bảng tìm giá trị Gb α, f1,f2 , với α = 0,05; f1 = n – = 2; f2 = K = 5; ta Gb = 0,6838 So sánh G Gb α, f1,f2 ta nhận thấy G < Gb α, f1,f2 nên phương sai coi 5.2.1.2 Ảnh hưởng tốc độ quay rôto x1 tới hàm chi phí lượng riêng Y2 Kết thực nghiệm xác định ảnh hưởng tốc độ quay rôto x1 đến hàm Y2 thể bảng 5.2 - Xác định độ tin cậy ảnh hưởng tốc độ quay rôto x1 tới hàm chi phí lượng riêng Y2: Phương sai yếu tố phương sai thí nghiệm : S yt2 = 12,40534 = 3,101335 −1 Stn2 = 1,564667= 0,1564667 ( − 1) 88 Dùng tiêu chuẩn Fisher để đánh giá tỉ số phương sai yếu tố phương sai thí nghiệm: F= S2yt tn S = 3,101335 = 19,82 0,1564667 Tra bảng tiêu chuần Fisher tìm giá trị Fbα, f1, f2 với mức ý nghĩa α =0,05 bậc tự do; f1 = k - = 4; f2 = N – k = 10, ta có: Fb = 3,48 So sánh F Fb α, f1,f2 ta nhận thấy F > Fb α, f1,f2 nên ảnh hưởng tốc độ quay rôto x1 tới hàm chi phí lượng riêng Y2 đảm bảo độ tin cậy Bảng 5.2 Ảnh hưởng tốc độ quay rôto x1 tới hàm Y2 x1 Y2 ∑ (Y (Y − Y ) Yj n ij j − Y j ) S2j i =1 1000 8,02 8,06 7,25 7,7776 4,09091 0,416869 0,2084 1100 8,51 8,46 8,62 8,5300 1,61341 0,013400 0,0067 1200 9,72 9,31 9,81 9,6133 0,03493 0,142067 0,0710 1300 10,90 11,34 10,72 10,9867 1,40778 0,203467 0,1017 1400 11,37 12,41 12,50 12,0933 5,25831 0,788867 0,3944 Y =9,8002 k ∑ (Y j=1 j − Y ) ∑ ∑(Y =12,40534 k n ij j=1 i =1 − Y j k ) ∑S j j−1 =1,564667 =0,7823 - Kiểm tra tính phương sai thí nghiệm: Dùng tiêu chuẩn Coocren để đánh giá tính phương sai thí nghiệm: G= S2jmax K ∑S j = 0,3944 = 0,50415 0,7823 j=1 Tra bảng tiêu chuẩn Coocren: Gb α, f1,f2 = 0,6838 So sánh G Gb α, f1,f2 ta nhận thấy: G < Gb α, f1,f2 nên phương sai 89 coi Ảnh hưởng số vòng quay rôto x1 đến thông số thể đồ thị hình 5.1 M (mm) 1.4 1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 Nr (kWh/t) 13 12 11 10 1000 1100 1200 1300 1400 M n (v/ph) Nr Hình 5.1 Đồ thị ảnh hưởng số vòng quay rôto x1 đến hàm Y1, Y2 Trên đồ thị hình 5.1 ta thấy tăng số vòng quay rôto làm tăng khả va đập nghiền vào vật liệu, kích thước bột nghiền giảm xuống chi phí điện riêng tăng lên 5.2.2 Ảnh hưởng lượng cung cấp nguyên liệu x2 (kg/h) Điều kiện thí nghiệm: số vòng quay rô to x1=1200v/ph, đường kính lỗ sàng x3=2mm, cho x2 biến thiên từ 900÷1100kg/h 4.2.2.1 Ảnh hưởng lượng cung cấp nguyên liệu x2 tới độ nhỏ bột nghiền Y1 Kết thực nghiệm xác định ảnh hưởng lượng cung cấp nguyên liệu x2 đến hàm Y1 thể bảng 5.3 - Xác định độ tin cậy ảnh hưởng lượng cung cấp nguyên liệu x2 tới hàm Y1 Phương sai yếu tố phương sai thí nghiệm: 90 S yt2 = 0,01276 =0,00319 −1 Stn2 = 0,006265 = 0,0006265 ( − 1) Dùng tiêu chuẩn Fisher để đánh giá tỉ số phương sai yếu tố phương sai thí nghiệm: F= S2yt = S2tn 0,00319 = 5,09 0,0006265 Tra bảng tìm giá trị Fb α, f1, f2 với định mức ý nghĩa α = 0,05 bậc tự do; f1 = k - = 4; f2 = N – k = 10; Ta có: Fb = 3,48 So sánh F Fb ta nhận thấy F > Fb α, f1,f2 α, f1,f2 nên ảnh hưởng lượng cung cấp nguyên liệu x2 tới hàm Y1 đảm bảo độ tin cậy Bảng 5.3 Ảnh hưởng yếu tố x2 tới hàm Y1 x2 Y1 800 900 1000 1100 1200 0,90 0,82 0,73 0,61 0,68 0,95 0,81 0,68 0,60 0,64 Yj 0,93 0,84 0,71 0,64 0,68 (Y − Y ) ∑ (Y Y =0,7506 ij j 0,9333 0,8233 0,7066 0,6233 0,6667 n − Y j ) S2j i =1 0,03334 0,00528 0,00194 0,01621 0,00704 k 0,001398 0,000467 0,001268 0,000998 0,001067 ∑ (Y − Y ) ∑ ∑(Y k n j=1 i=1 j j=1 = 0,01276 i j − Y.j =0,006265 ) 0,000699 0,000233 0,000634 0,000496 0,000533 k ∑S j j−1 =0,00595 - Kiểm tra tính phương sai thí nghiệm: Dùng tiêu chuẩn Coocren để đánh giá tính phương sai thí nghiệm, ta có: G= S2jmax K ∑S j=1 = 0,000699 = 0,1175 0,00595 j 91 Tra bảng tìm giá trị Gb α, f1,f2 , với α = 0,05; f1 = n – = 2; f2 = K = 5; ta Gb = 0,6838 So sánh G Gb α, f1,f2 ta nhận thấy G < Gb α, f1,f2 nên phương sai đảm bảo tính 5.2.2.2 Ảnh hưởng lượng cung cấp nguyên liệu x2 tới hàm chi phí lượng riêng Y2 Kết thực nghiệm xác định ảnh hưởng lượng cung cấp nguyên liệu x2 đến hàm Y2 thể bảng 5.4 Bảng 5.4 Ảnh hưởng yếu tố x2 tới hàm Y2 Y2 Yj x2 n ∑ (Y (Y − Y ) ij j − Y j ) S2j i =1 800 7,02 7,75 7,80 7,5233 3,74036 0,381267 0,190633 900 8,81 8,76 8,12 8,5600 0,80515 0,296100 0,148050 1000 9,72 9,45 9,73 9,6333 0,03097 0,050518 0,025259 1100 11,79 10,20 11,08 11,0233 2,45236 1,268867 0,634433 1200 12,78 12,32 12,54 12,5466 9,54378 0,105867 0,052933 k Y= 9,85800 k n ∑ (Y − Y ) ∑ ∑(Y j j=1 ij j=1 = 16,57262 i =1 − Y j k ) ∑S j j−1 =2,102619 =1,051308 - Xác định độ tin cậy ảnh hưởng lượng cung cấp nguyên liệu x2 tới hàm Y2 Phương sai yếu tố phương sai thí nghiệm: S yt2 16,57262=4,143155 −1 Stn2 = 2,102619=0,2102619 ( − 1) Dùng tiêu chuẩn Fisher để đánh giá tỉ số phương sai yếu tố 92 phương sai thí nghiệm: S2yt 4,143155 = 19,7047 S 0,2102619 Tra bảng tìm giá trị Fb α, f1, f2 với định mức ý nghĩa α = 0,05 bậc tự do; F= tn = f1 = k - = 4; f2 = N – k = 10; Ta có: Fb = 3,48 So sánh F Fb α, f1,f2 ta nhận thấy F > Fb α, f1,f2 nên ảnh hưởng yếu tố x2 tới Y2 đảm bảo độ tin cậy - Kiểm tra tính phương sai: Dùng tiêu chuẩn Coocren để đánh giá tính phương sai thí nghiệm: G= S2jmax K ∑S = 0,634433 =0,6034 1,051308 j j=1 Tra bảng tìm giá trị Gb α, f1,f2 , với α = 0,05; f1 = n – = 2; f2 = K = 5; ta Gb = 0,6838 So sánh G Gb α, f1,f2 ta nhận thấy G < Gb α, f1,f2 nên phương sai đảm bảo tính Ảnh hưởng lượng cung cấp nguyên liệu x2 đến thông số thể đồ thị hình 5.2 Trên đồ thị ta thấy, tăng lượng cung cấp làm tăng mật độ hạt buồng nghiền, va đập vào động tĩnh, phần tử nguyên liệu sau bị nghiền đập vỡ lại va đập vào độ nhỏ bột nghiền giảm xuống Tuy nhiên tiếp tục tăng lượng cung cấp mật độ hạt tiếp tục tăng lên, khả va đập đi, độ nhỏ bột nghiền tăng lên Đồng thời lượng cung cấp tăng nghĩa lượng nguyên liệu đưa vào máy nhiều công để đập nhỏ nguyên liệu tăng lên, chi phí điện riêng tăng lên 93 Nr (kWh/t) M (mm) 1.1 1.0 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 13 12 11 10 800 900 1000 1100 1200 M q (kg/h) Nr Hình 5.2 Đồ thị ảnh hưởng lượng cung cấp x2 đến hàm Y1, Y2 5.2.3 Ảnh hưởng đường kính lỗ sàng x3 (mm) Điều kiện thí nghiệm: Số vòng quay rô to x1 = 1200(v/ph), lượng cung cấp nguyên liệu x2 =1000kg/h, cho x3 biến thiên từ 1÷ 3mm 5.2.3.1 Ảnh hưởng đường kính lỗ sàng x3 đến hàm Y1 Kết thực nghiệm xác định ảnh hưởng đường kính lỗ sàng x3 đến hàm Y1 thể bảng 5.5 Bảng 5.5 Ảnh hưởng yếu tố x3 tới hàm Y1 Y1 x3 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 0,20 0,45 0,60 0,87 1,31 0,25 0,38 0,70 0,91 1,21 0,26 0,43 0,73 0,98 1,20 n (Y − Y ) ∑ (Y Yj ij j 0,21307 0,07762 0,00051 0,04902 0,29311 Y= ∑ (Y −Y ) = k j j=1 94 ) S2j i =1 0,237 0,420 0,676 0,920 1,240 0,698600 − Y j 0,002067 0,002600 0,009268 0,006200 0,007400 k n ∑ ∑ (Y ij j=1 − Y j i =1 0,633333 =0,0275335 ) 0,001033 0,001300 0,004634 0,000310 0,003700 k ∑S j j−1 = 0,0137667 - Xác định độ tin cậy ảnh hưởng đường kính lỗ sàng x3 tới hàm độ nhỏ bột nghiền Y1 Phương sai yếu tố phương sai thí nghiệm: S yt2 = 0,6333= 0,1583 ; −1 Stn2 = 0,0275335 = 0,00275335 ( − 1) Dùng tiêu chuẩn Fisher để đánh giá tỉ số phương sai yếu tố phương sai thí nghiệm: F = S 2yt S tn = 0,1583 = 58, 63 0, 0027 Tra bảng tiêu chuần Fisher tìm giá trị Fbα, f1, f2 với mức ý nghĩa α = 0,05 bậc tự do; f1 = k - = 4; f2 = N – k = 10, ta có: Fb = 3,48 So sánh F Fbα, f1,f2 ta nhận thấy F > Fbα, f1,f2 nên ảnh hưởng đường kính lỗ sàng x3 tới hàm độ nhỏ bột nghiền Y1 đảm bảo độ tin cậy - Kiểm tra tính phương sai: Dùng tiêu chuẩn Coocren để đánh giá tính phương sai thí nghiệm: G= S2jmax K ∑S j=1 = 0,004634 = 0,3366 0,0137667 j Tra bảng tìm giá trị Gbα, f1,f2 với mức ý nghĩa α = 0,05 bậc tự do; f1 = n – = 2; f2 = K = 5, ta được: Gb = 0,6838 So sánh G Gbα, f1,f2 ta nhận thấy: G < Gbα, f1,f2 nên phương sai coi 5.2.3.2 Ảnh hưởng đường kính lỗ sàng x3 tới hàm Y2 Kết thực nghiệm xác định ảnh hưởng đường kính lỗ sàng x3 đến hàm Y2 thể bảng 5.6 95 Bảng 5.6 Ảnh hưởng yếu tố x3 tới hàm Y2 Y2 x3 n (Y − Y ) ∑ (Y Yj ij j − Y j ) S2j i =1 1,0 14,52 13,81 13,77 14,0333 11,8657 0,3560667 0,1780 1,5 11,74 12,26 11,76 11,9200 1,7724 0,1736000 0,0868 2,0 10,72 9,40 10,71 10,2766 0,0973 1,1528667 0,5764 2,5 8,71 8,69 9,41 8,9367 2,7401 0,3408667 0,1704 3,0 7,68 7,62 8,04 7,7800 7,8888 0,1032000 0,0516 Y= k ∑ 10,589314 j=1 k n (Y − Y ) ∑ ∑(Y j j=1 = 24,3529 i j − Y j ) k ∑S i =1 = 2,1266 j j−1 =1,0633 - Xác định độ tin cậy ảnh hưởng đường kính lỗ sàng x3 tới hàm chi phí lượng riêng Y2: Phương sai yếu tố phương sai thí nghiệm: Lập tỷ số: S yt2 = 24,3529 = 6,088 −1 Stn2 = 2,1266 = 0,21266 ( − 1) F= S yt2 tn S = 6,0882 = 28,6289 0, 2126 Tra bảng tiêu chuần Fisher tìm giá trị Fbα, f1, f2 với mức ý nghĩa α =0,05 bậc tự do; f1 = k - = 4; f2 = N – k = 10, ta có: Fb = 3,48 So sánh F Fb α, f1,f2 ta nhận thấy F > Fb α, f1,f2 nên ảnh hưởng đường kính lỗ sàng x3 tới hàm chi phí lượng riêng Y2 đảm bảo độ tin cậy - Kiểm tra tính phương sai: Dùng tiêu chuẩn Coocren để đánh giá tính phương sai thí nghiệm: 96 G= S2jmax K ∑S = 0,5764 = 0,542 1,0633 j j=1 Tra bảng tiêu chuẩn Coocren: Gbα, f1,f2 = 0,6838 So sánh G Gb α, f1,f2 ta nhận thấy: G < Gbα, f1,f2 nên phương sai coi Ảnh hưởng đường kính lỗ sàng x3 đến hàm Y1, Y2 thể đồ thị hình 5.3 Nr (kWh/t) M (mm) 1.8 1.6 1.4 1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 15 14 13 12 11 10 1.0 1.5 2.0 M 2.5 3.0 d (mm) Nr Hình 5.3 Đồ thị ảnh hưởng đường kính lỗ sàng x3 đến hàm Y1, Y2 Trên đồ thị hình 5.3 ta thấy, đường kính lỗ sàng tăng độ nhỏ bột nghiền tăng, đồng thời bột sau đập nhỏ dễ dàng thoát qua lưới sàng ngoài, chi phí điện riêng giảm xuống 97 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ KẾT LUẬN Việc nghiên cứu, lựa chọn nguyên lý thiết kế máy nghiền dạng (với nguyên lý va đập cứng) hoàn toàn phù hợp để làm nhỏ nguyên liệu dạng cục (xương động vật) Đã nghiên cứu sở lý thuyết trình nghiền máy nghiền răng, từ xác định phương trình biểu diễn mối quan hệ số thông số cấu tạo chế độ làm việc máy nghiền đến hiệu suất phân ly sản phẩm nghiền qua sàng công suất chi phí cho trình nghiền Các kết nghiên cứu sở lý thuyết quan trọng để định hướng cho việc thiết kế máy nghiền Đã tính toán xác định thông số máy nghiền thiết kế chế tạo phận máy nghiền NR-1 Kết thí nghiệm bước đầu xác định ảnh hưởng số thông số như: tốc độ quay rôto n(v/ph), lượng cung cấp nguyên liệu vào buồng nghiền q (kg/h) kích thước lỗ sàng d(mm) đến độ nhỏ bột nghiền M(mm) chi phí lượng riêng Nr(kWh/tấn) thể đồ thị thực nghiệm đơn yếu tố ĐỀ NGHỊ Tiếp tục nghiên cứu thực nghiệm đa yếu tố để xác định thông số tối ưu làm sở cho việc hoàn thiện thiết kế chế tạo máy phục vụ sản xuất 98 TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Bảng, Giáo trình Lý thuyết tính toán Máy thu hoạch có hạt, Nhà xuất Trường Đại học NN, 193 Vũ Duy Dảng, Dinh dưỡng thức ăn gia súc, (chủ biên), Nguyễn Lương Hồng, Tôn Thất Sơn, Nhà xuất Nông nghiệp, 1997 Đoàn Dụ (Chủ biên), Bùi Đức Hợi, Mai Văn Lê, Nguyễn Như Thung, Công nghệ máy chế biến lương thực, Nhà xuất bả khoa học kỹ thuật, 1983 Nguyễn Trọng Hiệp, Nguyễn Văn Lẫm, Thiết kế chi tiết máy NXB Giáo dục, 1998 Nguyễn Văn Hùng, Kết nghiên cứu thiết kế, chế tạo khảo nghiệm máy nghiền NT, 02 Báo cáo khoa học Viện Công cụ Cơ giới hóa Nông nghiệp, 1981 Nguyễn Văn Hùng, Hoàng Tam Ngọc, Kết nghiên cứu, thiết kế, chế tạo khảo nghiệm máy nghiền 1tấn/h Báo khoa học Viện Công cụ Cơ giới hóa Nông nghiệp, 1983 Trần Như Khuyên, Nghiên cứu số thông số cấu tạo chế độ làm việc máy đánh bóng hạt nông sản Luận án PTS KH, KT, 1997 PGS.TS Trần Như Khuyên, Lý thuyết tính toán máy phục vụ chăn nuôi, Trường ĐHNNI Hà Nội, 2006 Trần Như Khuyên, Giáo trình Thiết bị bảo quản chế biến nông sản, ĐHNN Hà Nội, 2008 10 Lê Văn Liễn, Lê Khắc Huy, Nguyễn Thị Liên, Công nghệ sau thu hoạch sản phẩm chăn nuôi, NXBNN, 1997 11 Hồ Lê Viên, Các máy gia công vật liệu rắn dẻo.(Tập + Tập2), Nhà xuất bả khoa học kỹ thuật, 2003 99 12 Minh Vượng, Giáo trình Công cụ máy chăn nuôi, Nhà xuất Nông thôn, 1973 13 Trần Minh Vượng, Nghiên cứu, thiết kế cải tiến máy nghiền thức ăn gia súc kiểu búa ảnh hưởng số thông số đến suất chất lượng làm việc máy nghiền cải tiến Luận án Phó tiến sỹ Khoa học Kỹ thuật, 1972 14 Trần Minh Vượng (chủ biên), Nguyễn Thị Minh Thuận, Máy phục vụ chăn nuôi, Nhà xuất giáo dục, 1999 15 A.IA Xo kolov, Cơ sở thiết kế máy sản xuất thực phẩm NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội, 1976 16 Niên giám thống kê 2007 17 http://www.vcn.vnn.vn 100 Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật……………… ………………………101 [...]... giúp đỡ của PGS.TS Trần Như Khuyên chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài: Nghiên cứu một số thông số của máy nghiền xương động vật dạng răng trong dây chuyền sản xuất bột khoáng làm thức ăn chăn nuôi 2 Chương 1 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 1.1 TÌNH HÌNH SẢN XUẤT VÀ TIÊU THỤ BỘT XƯƠNG ĐỘNG VẬT Ngành chăn nuôi của nước ta trong những năm gần đây luôn đạt mức tăng trưởng khá, bình quân trên 8%/năm Chắc chắn trong. .. sử dụng máy nghiền kiểu búa Do xương động vật có độ cứng và độ bền lớn hơn rất nhiều so với các nguyên liệu có nguồn gốc thực vật khác, nên việc sử dụng các máy nghiền búa va đập mềm tỏ ra kém hiệu quả, trong khi đó các máy nghiền răng va đập cứng tỏ ra có nhiều ưu điểm hơn Vì vậy việc nghiên cứu máy nghiền xương động vật trong dây chuyền sản xuất bột khoáng làm thức ăn chăn nuôi là một việc làm cấp... nước trong khu vực bình quân khoảng (50÷70%) Thức ăn là điều kiện quan trọng để phát triển chăn nuôi Khoảng (65÷75% giá thành của sản phẩm chăn nuôi là chi phí cho thức ăn, như vậy giá thức ăn chăn nuôi cao hay thấp đều ảnh hưởng trực tiếp đến đầu ra của sản phẩm chăn nuôi Nguyên liệu chính để sản xuất thức ăn chăn nuôi là ngô, đậu tương, cám gạo, sắn lát khô, khô dầu lạc, bột cá, bột xương động vật. .. nghiệp sản xuất, chế biến thức ăn chăn nuôi Trên cơ sở số lượng vật nuôi hiện có và dự kiến đến năm 2010 thì lượng thức ăn chăn nuôi dự tính để đáp ứng được nhu cầu của ngành chăn nuôi thể hiện qua bảng 1.3 Bảng 1.3 Dự tính nhu cầu thức ăn cho một số vật nuôi từ năm 2000 đến năm 2010 Nhu cầu thức ăn chăn nuôi (triệu tấn) TT Chỉ tiêu Năm 2000 Năm 2010 1 Thức ăn tinh cho lợn 5,75 8,40 2 Thức ăn giàu... chậu con lăn 1- con lăn; 2- trục con lăn; 3- ổ đỡ đầu trục; 4- trục máy nghiền; 5- chậu nghiền; 6- cặp bánh răng nón; 7- ổ đỡ con lăn; 8- tấm gạt liệu 1.4.2.4 Máy nghiền răng Quá trình nghiền trong máy nghiền răng cũng là quá trình va đập của răng nghiền với vật liệu nghiền và cũng giống như ở máy nghiền kiểu búa, vì vậy nó được xếp cùng loại với máy nghiền búa Máy nghiền răng có thể 24 nghiền nguyên... vào nghiền mịn Hình 1.9 Máy nghiền kiểu trục cuốn 1.4.2.3 Máy nghiền chậu con lăn Máy nghiền chậu con lăn còn gọi là máy nghiền quả lăn được dùng để nghiền bột mịn hoặc rất mịn Nó được sử dụng trong chế biến lương thực và chế biến thức ăn chăn nuôi (nghiền thức ăn khoáng như: vỏ xò, vỏ hến, muối cục, xương, ) Sử dụng phổ biến trong sản xuất là các loại máy nghiền chậu con lăn kết cấu theo các dạng. . .xuất khẩu xương động vật dạng thô ra nước ngoài, (chủ yếu xuất sang Trung Quốc) Năm 2006 Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn đã ban hành Quy trình công nghệ chế biến thức ăn khoáng từ xương động vật làm thức ăn chăn nuôi Trong dây chuyền sản xuất thức ăn khoáng thì khâu nghiền là khâu quan trọng nhất, quyết định đến chất lượng và giá thành sản phẩm Hầu hết các cơ sở chế biến bột xương ở... cầu ngày càng tăng của sản xuất và đời sống xã hội So với một số quốc gia khác ở châu á cũng như trên thế giới thì sản lượng thức ăn chăn nuôi công nghiệp của nước ta còn quá thấp, việc sản xuất bột khoáng để bổ sung vào thức ăn trong chăn nuôi hầu như chưa được quan tâm đúng mức Để phát triển mạnh ngành chăn nuôi, có được khối lượng hàng hóa lớn, chất lượng sản phẩm cao và có khả năng cạnh tranh trên... và Phospho dễ hấp thu trong một số loại thức ăn chăn nuôi được thể hiện trên bảng 1.4 Bảng 1.4 Hàm lượng Phospho tổng số và Phospho dễ hấp thu trong một số loại thức ăn khoáng dùng trong chăn nuôi (%) Tên thức ăn Phospho tổng số (%) Phospho dễ hấp thu (%) Bột xương 11,95 9,80 Bột thịt xương 45% protein 5,25 4,87 Bột thịt xương 50% protein 4,96 4,61 Bột thịt xương 55% protein 4,29 3,99 Ở nước ta Bộ... 1.3.2 Kỹ thuật sản xuất bột xương [10] 1.3.2.1 Các dạng sản phẩm từ xương động vật Bột xương là nguồn cung cấp các chất khoáng trong thức ăn chăn nuôi Có 3 cách chế biến bột xương chủ yếu, đó là: đốt xương; sấy khô và ninh hầm dưới áp suất cao Tuỳ theo phương pháp chế biến mà có thể cho ra 3 loại sản phẩm tương ứng, đó là: tro xương (bone ash); bột xương thô (rawbone meal) 11 và bột xương hấp hơi (steam ... tài: Nghiên cứu số thông số máy nghiền xương động vật dạng dây chuyền sản xuất bột khoáng làm thức ăn chăn nuôi Chương TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 1.1 TÌNH HÌNH SẢN XUẤT VÀ TIÊU THỤ BỘT XƯƠNG ĐỘNG VẬT... khoảng 11,7 triệu thức ăn chăn nuôi năm Trong thức ăn chăn nuôi thành phần chất khoáng không cao song quan trọng thiếu (trong hỗn hợp thức ăn cho chăn nuôi gia cầm khoảng 7,5% cho chăn nuôi lợn khoảng... nghiền nhỏ thành hạt kích thước khoảng 0,2÷1mm gọi bột xương, bột xương dùng làm thức ăn bổ sung chăn nuôi Bột xương có thành phần chủ yếu chất khoáng; so với số loại thức ăn chăn nuôi khác khoáng