Nghiên cứu một số thông số chính làm cơ sở để thiết kế chế tạo máy ép viên thức ăn cho nuôi trồng thuỷ sản kiểu vít đứng

Mở đầu Sản xuất nông nghiệp nớc ta phát triển theo hớng công nghiệp hoá ngành nghề nông nghiệp Đặc biệt khâu bảo quản, chế biến nông sản thức ăn chăn nuôi bớc đợc khí hoá tự động hoá nhằm giảm nhẹ sức lao động, tăng suất chất lợng sản phẩm nhằm đáp ứng nhu cầu thị trờng hội nhập quốc tế Các nghị kỳ Đại hội Đảng toàn quốc lần thứ VII, VIII, IX Ban Chấp hành Trung ơng Đảng Cộng sản Việt Nam đà khẳng định Song song với việc phát triển tăng trởng kinh tế, Việt Nam cần tập trung nỗ lực cho hoạt động xoá đói giảm nghèo[11] Trong phát triển nông nghiệp nông thôn đa chăn nuôi thành nghành sản xuất nông nghiệp Hội thảo Hà Nội 1995 lĩnh chăn nuôi chế biến thức ăn cho chăn nuôi cần khoảng triệu thức ăn cho nghành chăn nuôi Hiện nớc có 150 nhà máy xí nghiệp chế biến thức ăn chăn nuôi, năm sản xuất triệu thức ăn, so với nhu cầu thiếu triệu [8] Thiết bị, máy móc sản xuất tức ăn chăn nuôi phần lớn nhập ngoại, giá thành cao Vì nhiều sở chăn nuôi có nhu cầu lắp đặt hệ thống máy chế biến thức ăn chăn nuôi với thiết bị chế tạo nớc nhằm giảm bớt chi phí ban đầu Trong hệ thống máy chế biến thức ăn số khâu đà có máy tơng đối hoàn chỉnh nh máy nghiền, máy trộn, riêng dụng cụ, thiết bị ép viên thức ăn đà đợc chế tạo nớc song cha đợc nghiên cứu đầy đủ cha có mẫu hoàn chỉnh bán thị trờng Vì việc nghiên cứu dần tiến tới hoàn thiện máy ép viên thức ăn chăn nuôi nói chung cho nuôi trồng thuỷ sản nói riêng cần thiết công nghệ chế biến thức ăn chăn nuôi Hiện ngành chăn nuôi ngày trở nên đa dạng hoá Các phơng pháp yêu cầu chăn nuôi khác đòi hỏi phải có dạng, loại thức ăn khác phơng pháp sản xuất, thành phần thức ăn, cách bảo quản điều kiện sử dụng Với loại thức ăn dùng cho chăn nuôi nói chung cho nuôi trồng thuỷ sản nói riêng dùng thời gian tơng đối dài, thờng tồn dới dạng bột viên Tuy nhiên ngành thuỷ sản, việc định mức phần ăn cho vật nuôi (cá, tôm, cua) vấn đề quan trọng, định tồn tại, sinh trởng phát triển vật nuôi Chính lẽ đó, công nghệ làm thức ăn viên cho cá, tôm đà mang lại ý nghĩa to lớn cho ngành nuôi trồng thuỷ sản Xuất phát từ thực tế sản xuất đợc hớng dẫn thầy giáo TS Trần Nh Khuyên thực đề tài Nghiên cứu số thông số làm sở để thiết kế chế tạo máy ép viên thức ăn cho nuôi trồng thuỷ sản kiểu vít đứng Trong nội dung luận văn này, hớng chủ yếu vào nghiên cứu máy ép viên thức ăn cho nuôi trồng thuỷ sản cỡ nhỏ sử dụng tiện lợi trại chăn nuôi cá tôm tập thể nh hộ gia đình Tổng quan nghiên cứu máy ép viên 1.1 Nhu cầu đặc điểm thức ăn cho nuôi trồng thủ s¶n HiƯn ë n−íc ta cã kho¶ng 1,8 triệu diện tích mặt nớc phù hợp cho nuôi trồng thuỷ sản Ngành thuỷ sản có tốc độ phát triển nhanh Nuôi trồng thuỷ sản phải đợc xem hợp phần phát triển nông thôn, góp phần ổn định sống phận dân nghèo công đồng, kích thích phát triển nguồn nhân lực góp phần cải thiện phúc lợi xà hội; Nuôi trồng thuỷ sản tiền đề phù hợp việc cải thiện sinh kế, lập kế hoạch sử dụng nguồn lợi, tài nguyên góp phần cải thiện môi trờng [11] Cụ thể sản lợng năm 1990 đạt 890590 nhng đến năm 2000 sản lợng đà đạt tới 1.969100 Sản lợng nuôi trồng đạt 727.140 Có khoảng 3,4 triệu ngời tham gia vào hoạt động nghề cá có khoảng 600000 lao động tham gia vào nuôi trồng thuỷ sản Nhà nớc phấn đấu đạt mức triệu cá vào năm 2010 đóng góp khoảng 60 80 % tổng sản lợng cá nớc Việt Nam số nớc phát triển nớc cung cấp sản phẩm thuỷ sản thị trờng giới chiếm khoảng 50% tổng khối lợng xuất thị trờng giới Việc buôn bán sản phẩm thuỷ sản nguồn thu ngoại tệ quan trọng nớc phát triển Trung quốc thái lan hai nớc xuất thị trờng giới với Mĩ Nhật Bản hai nớc nhập nớc ta, ngành nuôi trồng thuỷ sản (cá, cua tôm) phát triển mạnh mẽ Đặc điểm ngành thời gian ngắn nhng nguồn lợi thu vỊ nhanh vµ nhiỊu N−íc ta cã diƯn tÝch ao hồ sông ngòi lớn Trong năm gần địa phơng có sông ngòi ao hồ đà phát triển ngành nuôi cá lồng sông nghề nuôi tôm cua xuất Vấn đề gay gắt giải việc cung cấp thức ăn cho vật nuôi dới nớc, đặc biệt nuôi cá lồng sông nớc chảy Ngoài yêu cầu cần chất lợng thức ăn theo quy định ngành chăn nuôi, có yêu cầu thiếu đợc thức ăn cho loại vật nuôi dới nớc thức ăn phải đợc ép thành dạng viên 1.1.1 Các dạng thức ăn cho nuôi trồng thuỷ sản Căn vào hàm lợng ẩm có thức ăn, theo ngời ta phân thức ăn ớt, thức ăn nửa ớt thức ăn khô Các loại thức ăn đợc phân loại theo sơ đồ (hình 1.1) Thức ăn Nửa ớt 30 35% nớc Bột nhÃo Chìm Khô -12% nớc Dạng cánh mỏng Nổi Ướt > 45% nớc Thỏi Viên Bột nhÃo làm lạnh Nổi Lơ lửng Chìm Chìm Chìm Bền vững nớc Hình 1.1 Sơ đồ phân loại thức ăn cho nuôi trồng thuỷ sản a) Thức ăn ớt Thức ăn ớt có hàm lợng ẩm 50 ữ 80% Nguyên liệu chế biến chủ yếu cá sản phẩm phụ từ động vật Loại thức ăn có hàm lợng đạm cao giàu vitamin Chúng dễ bị h hỏng, cần phải đợc bảo quản kho lạnh b) Thức ¨n nưa −ít Thøc ¨n nưa −ít cã ®é Èm 30 ữ 35% Nguyên liệu sản xuất thịt loại cá, sản phẩm phụ từ động vật bột nghiền Thức ăn loại có thành phần dinh dỡng đồng đều, thờng đợc sản xuất dạng viên hay thỏi, chìm Giống nh thức ăn ớt, loại thức ăn khó bảo quản Muốn cất giữ lâu cần phải đợc bảo quản kho lạnh c) Thức ăn khô Là loại thức ăn thông dụng nay, đợc sử dụng nhiều nuôi trồng thuỷ sản Nguyên liệu chế biến gồm thịt, sản phẩm phụ từ động vật, có tỉ lệ lớn loại hạt nghiền nhỏ nh mì, mạch , ngô cám gạo Phần lớn ngời ta dùng loại hạt có dầu, xơ có độ đạm Độ ẩm thức ăn ữ 12% Loại thức ăn có khả bảo quản đợc lâu dài, dễ chế biến Chúng thờng đợc sản xuất dới dạng cánh mỏng, viên thỏi Kích thớc viên sức viên thay đổi đợc cho thích hợp với loại vật nuôi mặt nớc hay dới nớc Thành phần thức ăn đồng chất dinh dỡng, đà tạo điều kiện thuận lợi cho việc xác định chế độ ăn cho loại vật nuôi độ tuổi khác 1.1.2 Yêu cầu viên thức ăn cho nuôi trồng thuỷ sản Viên thức ăn cho nuôi trồng thuỷ sản việc thoả mÃn yêu cầu chung cho loại vật nuôi khác nhau, có yêu cầu riêng sau: - Kích cỡ, hình dáng, màu sắc viên thức ăn phải giống nh thức ăn dạng tự nhiên mà cá tôm thờng ăn - Mùi vị phải có hấp dẫn, cá tôm dùng vị giác hay khứu giác để nhận biết thức ăn từ xa - Trọng lợng riêng viên phải thích hợp với loại cá tôm cho viên thức ăn chìm, lơ lửng - Viên thức ăn thả vào nớc cần phải đảm bảo bền vững thời gian định Nếu bị tơi rữa cá, tôm không kịp ăn hết vừa gây lÃng phí thức ăn vừa gây ô nhiễm môi trờng Để viên thức ăn không bị tơi rữa thời gian định, đảm bảo cho cá tôm kịp ăn hết hỗn hợp thức ăn ngời ta cho thêm chất phụ gia nh: aglimates, chất xơ gốc mêtyl cácbon, hyđrô - côlôidôm có đặc tính liên kết để tăng độ dính kết 1.1.3 Một số công thức chế biến thức ăn cho cá, tôm Bảng 1.1 Công thức chế biến thức ăn cho cá chép TT Nguyên liệu Khối Năng Prôtít l−ỵng l−ỵng (g/kg) (kg) (j) 5,0 82,50 65,00 LipÝt (g/kg) Muối (g/kg) Xơ (g/kg) 1,00 0,50 380 Bột sắn Bột đậu tơng 0,2 3,36 92,60 5,82 2,62 Bét ng« 1,7 22,27 238 595 4,62 153 Bột cá lạt 0,1 1,11 50 5,79 1,93 Bét rau + cá 2,5 10 87,5 0,5 0,25 105 Bột khô lạc vỏ 0,3 4,35 114 3,93 2,76 3,6 Bột men tiêu hoá 0,2 2,62 30,4 5,8 2,34 5,4 B«t phơ gia + 126.2 677.5 28.79 14.8 654 0,002 thuốc phòng Tổng 10.002 Bảng 1.2 Công thức chế biến thức ăn cho cá trắm cỏ TT Nguyên liệu Khối lợng (kg) Năng lợng (j) Prôtít (g/kg) Lipít (g/kg) Muối (g/kg) Xơ (g/kg) Bột sắn 5,0 82,50 65,0 1,00 0,50 380,0 Bét ng« 2,0 26,20 280,0 7,00 5,20 180,0 Bét c¸ 0,1 1,11 50,0 5,79 1,93 1,0 Bét men 0,1 2,26 30,4 5,80 2,34 54,0 Bét rau + cá xanh 2,5 10,00 87,5 0,50 0,25 105,0 Bột khô lạc vá 0,3 4,35 114,0 3,93 2,76 3,6 B«t phơ gia + 10,002 126,42 626,9 24,02 12,98 723,6 0,002 thuèc phòng Tổng Bảng 1.3 Công thức chế biến thức ăn cho tôm nớc TT Nguyên liệu Khối lợng (kg) 5,0 Năng Prôtít lợng (g/kg) (j) 84,00 66,0 Bột ngô Cám 2,5 8,00 Bột khô đậu tơng 1,4 Bét men Bét cá Bét phô gia Tỉng LipÝt (g/kg) Mi X¬ (g/kg) (g/kg) 1,5 0,70 385,00 85,5 0,4 0,22 11,00 23,52 630,0 38,2 19,50 42,00 0,3 2,80 45,5 8,7 3,51 3,12 2,2 11,00 90,0 0,8 0,30 100,00 11,401 129,32 917,0 49,6 24,23 541,12 0,01 1.2 Quy trình công nghệ ép viên thức ăn nuôi trồng thuỷ sản 1.2.1 Đặc điểm nguyên liệu ép viên Các tính chất lý tính nguyên liệu dùng chế biến thức ăn cho nuôi trồng thuỷ sản có đặc điểm liên quan đến trình ép viên nh sau: Nguyên liệu trớc đa vào ép viên sản phẩm, phụ phẩn đà đợc sơ chế làm vệ sinh, sấy khô nghiền thành hạt theo kích thớc đà định đợc trộn thành phần theo loại thức ăn Đối với nguyên liệu có dầu (lipít) có nhiều chất xơ việc liên kết phần tử thức ăn khó khăn Muốn đảm bảo chất lợng viên thức ăn tốt yêu cầu lực ép phải lớn Độ nhỏ độ đồng thành phần hỗn hợp có ảnh hởng lớn đến độ chặt, ®é bỊn, ®é bãng bỊ mỈt Khi ®é nghiỊn to thành phần khác xa kích thớc khối lợng chất lợng viên Vì để thuận lợi cho trình ép, ngời ta tiến hành gia công nhiệt ẩm nớc trớc ép viên hay đóng thỏi Độ ẩm hỗn hợp nguyên liệu yếu tố ảnh hởng lớn đến suất, chất lợng sản phẩm chi phí lợng riêng Độ ẩm thích hợp 25 ữ35% Khi độ ẩm thấp, viên ép bị biến dạng, khả liên kết Vì lực ép phải cao, lợng tiêu thụ lớn Khi độ ẩm cao ngợc lại, trờng hợp độ ẩm cao, nguyên liệu dễ bị dính bết máy vicắt thờng hay bị biến dạng méo mó Với loại động vật thủy sản có yêu cầu thức ăn khác nhau, loại ăn nổi, loại ăn chìm, loại ăn lơ lửng cần phải có thức ăn phù hợp cho chúng 1.2.2 Quy trình công nghệ Sơ đồ quy trình công nghệ chế biến đợc trình bày (hình 1.2) Kho chứa nguyên liệu Phân tỷ lệ (cân đo) Nghiền nhỏ Trộn ép viên ép thỏi Làm nguội Sấy/ Làm nguội Tạo thành hạt nhỏ Thoa chất béo Sàng định cỡ Sản phẩm Sản phẩm Hình 1.2 Sơ đồ quy trình công nghệ chế biến thức ăn cho cá tôm 1.2.3 Mục đích ép viên - Nâng cao chất lợng thức ăn: Nhờ trình ép kết hợp với trình xử lí nhiệt (hấp chín làm nguội) đà nâng cao đợc giá trị dinh dỡng viên thức ăn - Vệ sinh thức ăn: Qua xử lý nhiệt đặc biệt nhiệt ma sát sinh trình ép làm cho nhiệt độ thức ăn lên tới 800C nhiệt độ cao hầu hết loại vi khuẩn nấm có hại bị tiêu diệt - Tiết kiệm đợc thức ăn: Trong thức ăn thờng có đầy đủ thành phần dinh dỡng có thức ăn ngon thức ăn không ngon Khi ép thành viên bột, cá tôm phải ăn hết phần thức ăn ngon thức ăn không ngon, không làm lÃng phí thức ăn - Tăng khối lợng viên: Thông thờng viên thức ăn có khối lợng viên cao khoảng 15% so với khối lợng viên thức ăn dạng bột rời Nhờ giảm ®−ỵc dung thÝch chøa, thn lỵi cho viƯc bao gãi, vận chuyển bảo quản Để nâng cao chất lợng viên thức ăn, ngời ta đà sử dụng máy ép làm giÃn nở viên sau khỏi khuôn Trớc hết ngời ta cho hỗn hợp thịt bột vào buồng ép có áp suất cao, tạo lực ép lớn làm tăng nhanh nhiệt độ hỗn hợp Sau cho hỗn hợp ép qa lỗ khuôn tạo hình Nhờ nhiệt độ tăng đột ngột nên vật liệu đợc làm chín nhanh, chui qua lỗ khuôn chúng giÃn nở tự bẻ gÃy Khi tạo viên nở có tác dụng: + Tăng chất lợng viên + Hầu hết vi khuẩn bị tiêu diệt trình ép + Cho phép linh động việc lựa chọn nguyên liệu Năng suất máy tăng viên thoát cửa thoát viên nhiều Chi phí lợng riêng giảm 4.3 Kết thực nghiệm đa yếu tố Căn vào kết thực nghiệm đơn yếu tố, ta thấy yếu tố ảnh hởng nhiều đến độ vụn, suất chi phí lợng riêng là: x1 - tốc độ vít xoắn, (vòng/phút) x2 - độ ẩm nguyên liệu (%) x3 - tổng diện tích lỗ sàng (cm2) Kết nghiên cứu thực nghiệm đơn yếu tố cho thấy mèi quan hƯ cđa x1, x2, x3 , ®èi víi hàm y1, y2, y3, không hoàn toàn tuyến tính Vì bỏ qua phơng án qui hoạch thực nghiệm bậc chuyển sang phơng án qui hoach thực nghiệm bậc Ma trận kết thí nghiệm theo phơng án qui hoạch thực nghiệm bậc cho hàm y1, y2, y3 đợc ghi bảng phụ lục Mức biến thiên yếu tố đợc ghi bảng sau: Bảng 4.7 Mức biến thiên yếu tố Các mức mà hoá Giá trị mà hoá x1 x2 x3 + 1,682 284 35,7 9,6 Møc trªn +1 250 32 9,0 Møc c¬ së 200 28 8,0 Møc d−íi -1 150 24 7,0 -1,682 116 21,3 6,4 50 Møc trªn Møc dới Khoảng biến thiên Kết xác định ảnh hởng yếu tố theo phơng án qui hoạch thực nghiệm bậc Nh đà trình bày chơng 2, áp dụng phơng án qui hoạch thực nghiệm bậc cđa Box – Willson theo b¶ng tÝnh ma trËn thÝ nghiệm mức dới, thí nghiệm mức sở, thí nghiệm mức Mô hình toán đợc biểu diễn phơng trình hồi qui: y = b 0+ m m −1 m m i =1 i =1 j=i +1 i =1 ∑ b i x i + ∑ ∑ b ijx i x j + ∑ b ii x 2i C¸c b−íc tÝnh to¸n đợc thực máy tính, kết đợc xác định nh sau: Xác định hệ số hồi qui Kiểm tra møc ý nghÜa cđa hƯ sè håi qui theo tiêu chuẩn Student cách so sánh giá tri tính toán với giá trị tra bảng, với = 0,05, f = 5, tb = 2,02 Loại bỏ hệ số hồi qui nghĩa ta xác định mô hình toán hàm y1, y2, y3, thể qua hệ số hồi qui: Bảng 4.8 Các hệ số hồi qui có nghĩa hàm y1, y2, y3 y1 y2 y3 b0 1.23790458 44.4379527 0.3237291 b1 0.33757129 1.9306649 0.1061996 b2 -0.2050497 -3.2265617 0.1122282 b3 -0.0661666 2.9793514 0.0605729 b12 -0.1637500 - - b13 - - - b23 - - - b11 0.1469813 -2.6244830 0.0404091 b22 0.0692187 -1.5852920 0.0633844 b33 0.2795311 -2.3576159 0.0386418 Mô hình toán biểu diễn hàm : Y1 hàm độ vụn viên thức ăn Y2 hàm suất máy Y3 hàm chi phí điện riêng Y1 = 1.23790458 + 0.33757129x1 0.2050497x2 – 0.0661666x3 – 0.1637500x12 + 0.1469813x12 + 0.0692187x22 + 0.2795311x32 Y2 = 44.4379527 + 1.9306649x1 – 0.2265617x2 + 2.9793514x3 – 2.6244830x12 – 1.5852920x22 – 2.3576159x32 Y3 = 0.3237291 + 0.1061996x1 + 0.1122282x2 + 0.0605729x3 + 0.0404091x12 + 0.0633844x22 + 0.0386418x32 (4.1) Kiểm tra tính thích ứng mô hình toán theo tiêu chuẩn Fisher cách so sánh Fb Ft bảng sau: Bảng 4.9 Kiểm tra tính thích ứng mô hình toán Y1 Y2 Y3 Tính toán 0.28 143 0.16 Tra bảng 4.00 3.70 3.70 Kết luận Thích ứng Thích ứng Thích ứng Xác định giá trị tối u hàm Y1, Y2, Y3 cách lấy đạo hàm riêng yếu tố xi cho đạo hàm 0, ta đợc hệ phơng trình tuyến tính Giải hệ phơng trình máy tính ta đợc giá trị tối u yếu tố xi, thay giá trị vào hàm Y1, Y2, Y3 ta đợc giá trị tối u thông số Giải mà theo (2.1) ta đợc giá trị thực yếu tố xi , kết đợc tính toán (bảng 10) Chuyển phơng trình hồi qui từ dạng mà sang dạng thực bằn cách thay vào công thức (2.1) vào phơng trình (2.3) Bảng 4.10 Giá trị tối u yếu tố vào xi hàm Yj Y1 Y2 Y3 X1 -1.32810065 0.36781814 -1.31405387 X2 -0.08976447 -1.01765530 -0.88529729 X3 0.11835285 0.63185682 -0.78377449 δ 133.59496733 218.39090709 134.29730650 Nr 27.64094211 23.939378787 24.45881086 Q 8.11835285 8.63185682 7.21622551 Các thông số Y1 = 0.99375441 Y2 = 47.373045 Y3 = 7.2162255 Các yếu tố vào Giá trị mà hoá Giá trị thực xi = x i x oi i Trong yếu tố mức së x01= 200; x02 = 28; x03 = c¸c khoảng biến thiên = 50; = 4; = Ta có phơng trình hồi qui dạng thực: Y = c0 + m m −1 m m i =1 i =1 j=i +1 i =1 ∑ c i x i + ∑ ∑ c i j x i x j + ∑ c ii x i2 C¸c hƯ số phơng trình hồi qui dạng thực đợc xác định thức (2.27) đợc ghi (bảng 4.11) Thay hệ số tìm đợc vào phơng trình ta đợc phơng trình hồi qui dạng thực sau: Y1 = 20.7481965 + 0.00692226δ - 0.12977781Q – 4.53866471Nr – 0.00081875 δQ + 0.00005879 δ2 + 0.00432617 Q2 + 0.27953113Nr2 Y2 = - 235.0950419 + 0.45853057δ + 4.74188172Q + 40.70120597Nr - 0.00104979δ2 – 0.09908075 Q2 – 2.35761591 Nr2 Y3 = 4.8540997 – 0.00434147δ - 0.19378852Q – 0.55769596 Nr + 0.00001616δ2 + 0.00396153 Q2 + 0.03864181 Nr2 (4.2) Bảng 4.11 Các hệ sè håi qui d¹ng thùc Y1 Y2 Y3 C0 20.7481965 -235.0950419 4.85420997 C1 0.00692226 0.45853057 -0.00434147 C2 - 0.12977781 4.74188172 -0.19378852 C3 - 4.53866471 40.70120597 - 0.55769596 C12 - 0.00081875 C11 0.00005879 - 0.00104979 0.00001616 C22 0.00432617 - 0.09908075 0.00396153 C33 0.27953113 - 2.35761591 0.03864181 4.4 Kết nghiên cứu tối u tổng quát Dựa vào kết nghiên mối quan hệ thông số ta nghiên cứu tối u tổng quát cho hàm Y1, Y2, Y3 Tiến hành giải tối u tổng quát theo phơng pháp lập hàm mong muốn gồm bớc sau: Đồng hoá hàm thành phần Yj (j =1ữ 3) thành hàm mong muốn thành phần dj theo công thức (2.31), (2.32) với hệ số k = Căn vào số liệu thí nghiệm hàm Yj theo qui định phơng pháp ta lựa chọn giá trị thông số (2.31), (2.32) nh sau: - Hàm Y1 Y1max = 2.45 Y01 = 1(%) - Hµm Y2 Y2min = 30.31 Y02 = 50 (kg/h) - Hµm Y3 Y3max = 0.82 Y03 = 200 (Wh/kg) LËp hµm mong muốn tổng quát D theo công thức (2.33) Kết tính toán hàm mong muốn thành phần dj hàm mong muốn tổng quát D đợc ghi bảng phụ lục - Ma trận kết tính toán hàm D đợc ghi bảng phụ lục - Kết tính đợc giải máy vi tính xác định đợc mô hình toán hàm tối u tổng quát D nh sau: - Giá trị tối u yÕu tè vµo hµm D lµ : D = 0.94642942 Giá trị mà hoá X1* = - 0.5957 X2* = - 0.5683 X3* = 0.4550 giá trị thực n* = 170 (vßng phót) W* = 25.72(%) F* = 8.45 (cm2) Thay giá trị vào hàm Y1, Y2, Y3, ta đợc giá trị tối u tổng quát thông sè ra: Y1* = 1.17(%); Y2* = 44.54 (kg/h); Y3* = 267 (Wh/kg) Sau tìm đợc thông số vào tối u đà khảo sát lại kết cho thấy đạt 95% so với thông số tối u Kết luận: với thông số đà chọn dùng để thiết kế chế tạo máy ép viên kiểu vít đứng nh đà nêu phù hợp Kết luận đề nghị *Kết luận Kết nghiên cứu lý thuyết đà xác định đợc quy lt chun ®éng cđa khèi bét bng cung cÊp, để máy ép làm việc đợc cấu tạo máy phải tạo qui luật chuyển động nh kết luận 3.1.1 Quy luật biến đổi áp suất buồng cung cấp theo phơng trình (3.13), qui luật biến đổi áp suất buồng ép theo phơng trình (3.20) Từ tìm mối quan hệ áp suất nhiệt độ sinh buồng ép theo phơng trình (3.44) Đây sở để chọn thông số thiết kế chế tạo máy ép đồng thời khống chế nhiệt độ ép để đảm bảo chất lợng sản phẩm ép Bằng phơng pháp nghiên cứu thực nghiệm đơn yếu tố đà xác định đợc ảnh hởng tốc độ trục vít, độ ẩm nguyên liệu, diện tích lỗ sàng đến độ vụn viên thức ăn, suất máy chi phí lợng điện riêng nh kết luận mục 4.2, đợc thể đồ thị : (4.1, 4.2, 4.3) Qua sở ta chọn tổng diện tích lỗ sàng, độ ẩm nguyên liệu điều chỉnh số vòng quay trục vít để máy làm việc đạt hiệu cao Kết thực nghiệm đa yếu tố đà xây dựng đợc mô hình toán biểu diễn mối quan hệ yếu tố : số vòng quay, độ ẩm nguyên liệu, tổng diện tích lỗ sàng với độ vụn viên thức ăn, suất, chi phí lợng điện riêng qua phơng trình (4.1), (4.2) Kết nghiên cứu tối u tổng quát xác định đợc giá trị tối u yếu tố vào: (số vòng quay, độ ẩm nguyên liệu, tổng diện tích lỗ sàng) giá trị tối u thông số ra: (độ vụn viên thức ăn, suất, chi phí lợng điện riêng) Giá trị tối u yếu tố vào: n = 170 vòng/phút; W = 25,72%; F = 8.45 cm2 Giá trị tèi −u cđa th«ng sè ra: Y1 = 1.17% ; Y2 = 44.54 kg/ h; Y3 = 267 Wh/kg Trªn giá trị làm sở để thiết kế máy * Đề nghị Nghiên cứu thêm thiết bị điều chỉnh nhiệt, điều chỉnh độ ẩm để nâng cao suất máy Tiếp tục khảo nghiệm để đánh giá tiêu kinh tế, kỹ thuật máy Tài liệu tham khảo Tiếng Việt Ghecke T.E (1969), Những trình thiết bị sản xuất thực phẩm (Tài liệu dịch), NXBKHKT, Hà Nội Bùi Đức Hợi (1988), Công nghệ máy chế biến lơng thực NXBKHKT, Hà Nội Lê Công Huỳnh (1992), Phơng pháp so sánh xác ảnh hởng thông số vào lên thông số nghiên cứu thực nghiệm máy Thông báo khoa học trờng ĐH, số 1992 Lê Công Huỳnh (1995), Phơng pháp nghiên cứu khoa học thực nghiệm Giáo trình cao học, Nhà xuất Nông nghiệp, Hà Nội Trần Nh Khuyên (1997), Luận án PTS khoa học, Đại học NNI Hà Nội Phạm Văn Lang (1985), Cơ sở lý thuyết quy hoạch hoá thực nghiệm việc ứng dụng kỹ thuật nông nghiệp Nhà xuất Nông nghiệp, Hà Nội Phạm Văn Lang, Bạch Quốc Khang (1998), Cơ sở lý thuyết quy hoạch thực nghiệm ứng dụng kỹ thuật nông nghiệp Nhà xuất Nông nghiệp, Hà Nội Bùi Văn Miên (1999), Hoàn thiện nâng cao chất lợng máy hệ thống máy chế biến thức ăn gia súc dạng bột dạng viên Báo cáo khoa học Trờng ĐHNL-TPHCM, 1999 Trần Quang Nhạ, Nguyễn Hà Thanh (1971), Nhiệt kỹ thuật đại cơng, Nhà xuất Đại học Trung học chuyên nghiệp Hà Nội 10 Trần Quang Nhạ, Nguyễn Hà Thanh (1971), Bài tập kỹ thuật nhiệt Nhà xuất Đại học Trung học chuyên nghiệp, Hà Nội 11 Tài liệu Bộ Thuỷ sản (2001), Phát triển nuôi trồng thuỷ sản bền vững góp phần xoá đói giảm nghèo Nhà xuất Nông nghiệp, Hà Nội 12 Đào Quang Triệu (1991), Phơng pháp giải toán tối u tổng quát nghiên cứu trình kỹ thuật phức tạp với áp dụng quy hoạch thực nghiệm vi tính Tuyển tập công trình nghiên cứu KHKT, Đại học Nông nghiệp I, Hà Nội 1986 1991 13 Đào Quang Triệu (1993), Phơng pháp thực nghiệm cực trị vấn đề tối u nghiên cứu trình kỹ thuật Giáo trình, Đại học Nông nghiệp I, Hà Nội 14 Phạm Xuân Vợng (1995), Lý thuyết tính toán máy sau thu hoạch, Giáo trình cao học Đại học Nông nghiệp I, Hà Nội 15 Trần Minh Vợng, Nguyễn Thị Minh Thuận (1995) Máy chăn nuôi Bài giảng cho cao học Đại học Nông nghiệp I, Hà Nội 16 Xokolov AIA (1986), Cơ sở thiết kế máy sản xuất thực phẩm (Tài liệu dịch), NXBKHKT, Hà Nội Tiếng Nga 17 (1960), 264 - 275 c 18 (1958), , 19 (1973), 20 (1957), mơc lơc Lêi cam ®oan i Lời cảm ơn .ii Môc lôc iii Danh mục bảng v Danh mục hình vi Mở đầu 1 Tổng quan nghiên cứu máy Ðp viªn 1.1 Nhu cầu đặc điểm thức ăn cho nuôi trồng thuỷ sản 1.1.1 Các dạng thức ăn cho nuôi trồng thuỷ sản 1.1.2 Yêu cầu viên thức ăn cho nuôi trồng thuỷ sản 1.1.3 Mét sè c«ng thøc chÕ biÕn thøc ăn cho cá, tôm 1.2 Quy trình công nghệ ép viên thức ăn nuôi trồng thuỷ sản 1.2.1 Đặc ®iĨm cđa nguyªn liƯu Ðp viªn 1.2.2 Quy trình công nghệ 1.2.3 Mục đích ép viên 10 1.3 T×nh h×nh nghiên cứu áp dụng máy ép viên nớc 11 1.3.1 Máy ép viên kiểu rulô 11 1.3.2 Máy ép viên kiểu píttông 12 1.3.3 Máy ép viên kiÓu cèi 13 1.3.4 Máy ép viên kiểu vít 13 1.4 Mục đích nhiệm vụ nghiên cứu đề tài 14 Đối tợng phơng pháp nghiên cứu 16 2.1 Đối tợng nghiên cứu 16 2.2 Phơng pháp nghiên cứu 17 2.2.1 Phơng pháp nghiên cứu lý thuyÕt 17 2.2.2 Phơng pháp nghiên cứu thực nghiệm 17 2.2.3 Phơng pháp nghiên cứu ®¬n yÕu tè 18 2.2.4 Phơng pháp nghiên cứu đa yếu tố 18 2.2.5 Phơng pháp nghiên cứu tối u tổng quát 24 2.3 Phơng pháp thực nghiệm đo đạc 25 2.3.1 Ph−¬ng pháp xác định tỷ lệ vụn 25 2.3.2 Phơng pháp xác định chi phí lợng riêng 26 2.3.3 Phơng pháp xác định số tính chất lí nguyên liệu 27 2.4 Phơng pháp gia c«ng sè liƯu 32 2.4.1 Phơng pháp xử lý số liệu ®o ®¹c 32 2.4.2 Phơng pháp gia công số liệu 33 C¬ së lý thuyết xác định thông số máy nÐn Ðp 35 3.1 Quy lt chun ®éng cđa khối bột máy ép suất ép 35 3.1.1 Chun ®éng cđa khèi bét 35 3.1.2 Xác định suất máy ép 38 3.2 Xác định áp suất nhiệt độ sinh trình ép 41 3.2.1 áp suất tác động lên khối bột 41 3.2.2 Xác định nhiệt lợng sinh trình nén ép 47 3.2.3 Xác định tổn thÊt nhiÖt 50 3.2.4 Phơng trình cân nhiệt 52 KÕt nghiên cứu thực nghiệm 54 4.1 VËt liÖu thÝ nghiÖm 54 4.2 Kết nghiên cứu thực nghiệm đơn yếu tè 54 4.2.1 ¶nh h−ëng cđa u tè x1 tíi th«ng sè 54 4.2.2 ¶nh h−ëng cđa u tè x2 tíi th«ng sè 59 4.2.3 ¶nh h−ëng cđa u tè x3 tới thông số 64 4.3 Kết thực nghiệm đa yếu tố 69 4.4 KÕt nghiên cứu tối u tổng quát 73 Kết luận đề nghÞ Error! Bookmark not defined Tài liệu tham khảo 76 Phô lôc 78 danh mục bảng Bảng 1.1 Công thức chế biến thức ăn cho cá chép Bảng 1.2 Công thức chế biến thức ăn cho cá trắm cỏ Bảng 1.3 Công thức chế biến thức ¨n cho t«m n−íc ngät Bảng 4.1a ảnh hởng yếu tố x1 tới hàm độ vụn viên Y1 57 Bảng 4.1b ảnh hởng yếu tố x1 tới hàm suất máy Y2 57 Bảng 4.1c ảnh hởng yếu tố x1 tới hàm chi phí điện riêng Y3 57 Bảng 4.2 Kết tính toán phơng sai yếu tố phơng sai thực nghiệm 58 B¶ng 4.3a ¶nh h−ëng cđa u tè x2 tíi hàm độ vụn viên Y1 62 Bảng 4.3b ảnh hởng yếu tố x2 tới hàm suất máy Y2 62 Bảng 4.3c ảnh hởng yếu tố x2 tới chi phí điện riêng Y3 62 Bảng 4.4 Kết tính toán phơng sai yếu tố phơng sai thực nghiệm 63 B¶ng 4.5a ¶nh h−ëng cđa u tè x3 tới hàm độ vụn viên Y1 67 B¶ng 4.5b ¶nh h−ëng cđa u tè x3 tíi hàm suất máy Y2 67 Bảng 4.5c ¶nh h−ëng cđa u tè x3 tíi chi phÝ ®iƯn riêng Y3 67 Bảng 4.6 Kết tính toán phơng sai yếu tố phơng sai thực nghiệm 68 Bảng 4.7 Mức biến thiên yÕu tè 69 Bảng 4.8 Các hệ số hồi qui có nghĩa hàm y1, y2, y3 70 Bảng 4.9 Kiểm tra tính thích ứng mô hình toán 71 Bảng 4.10 Giá trị tối u yếu tố vào xi hàm Yj 72 Bảng 4.11 Các hƯ sè håi qui d¹ng thùc 73 danh mục hình Hình 1.1 Sơ đồ phân loại thức ăn cho nuôi trồng thuỷ sản Hình 1.2 Sơ đồ quy trình công nghệ chế biến thức ăn cho cá tôm Hình 1.3 Sơ đồ máy ép viên rulô 12 Hình 1.4 Sơ đồ máy ép viên kiểu píttông 12 H×nh 1.5 Sơ đồ máy ép viên kiểu cối 13 Hình 1.6 Sơ đồ máy Ðp viªn kiĨu vÝt 14 Hình 2.1 Sơ đồ cấu tạo máy ép viên kiểu trục đứng 16 Hình 2.2 Dụng cụ để xác định độ vụn 26 H×nh 2.3 Sơ đồ sàng Makarốp 27 Hình 2.4 Dụng cụ đo góc ma s¸t néi 29 Hình 2.5 Góc nghiêng thép với mặt phẳng nằm ngang 30 Hình 3.1 Các khoảng không gian làm việc buồng vít 35 Hình 3.2 Sơ đồ tính toán lý thuyết phËn Ðp H×nh 3.3 Đồ thị áp suất buồng cung cấp buồng ép Hình 3.4 Đồ thị biểu diễn mối quan hệ nhiệt độ tc áp suất PA 53 Hình 4.1 Đồ thị xét ảnh hởng yếu tố x1 tới thông số Y1, Y2, Y3 58 Hình 4.2 Đồ thị xét ảnh hởng yếu tố x2 tới thông số Y1, Y2, Y3 63 Hình 4.3 Đồ thị xét ảnh hởng yếu tố x3 tới thông số Y1, Y2, Y3 68 ... tài Nghiên cứu số thông số làm sở để thiết kế chế tạo máy ép viên thức ăn cho nuôi trồng thuỷ sản kiểu vít đứng Trong nội dung luận văn này, hớng chủ yếu vào nghiên cứu máy ép viên thức ăn cho nuôi. .. vụ nghiên cứu đề tài * Mục đích Nghiên cứu ảnh hởng số thông số đến chất lợng sản phẩm, suất, chi phí lợng riêng làm sở thiết kế chế tạo máy ép viên thức ăn cho nuôi trồng thuỷ sản kiểu vít đứng. .. mẫu máy 2 Đối tợng phơng pháp nghiên cứu 2.1 Đối tợng nghiên cứu Để đạt đợc mục đích nghiên cứu chọn máy ép viên thức ăn cho nuôi trồng thuỷ sản làm đối tợng nghiên cứu Đây loại máy ép làm việc