1
Bộ Công nghiệp
Tổng Công ty máy Động lực và máy nông nghiệp
Viện Nghiên cứu thiết kế chế tạo máy Nông nghiệp Báo cáo tổng kết khoa học và kỹ thuật dự án
Hoàn thiện công nghệ chế tạo
và đa vào ứng dụng máy tạo viên
thức ăn gia súc, gia cầm
công suất 2
ữ
5 tấn/
h
qui mô công nghiệp
K.S. Đặng Việt Hoà
6442
08/8/2007Hà Nội, 4/2005
.
Bản quyền 2005 thuộc VNCTKCTMNN
Đơn xin sao chép toàn bộ hoặc từng phần tài liệu này phải gửi đến Viện trởng
Tài liệu này đợc xây dựng trên cơ sở kết quả thực hiện dự án cấp Nhà nớc,
mã số KC.05.DA06.
3
PhÇn b¸o c¸o tãm t¾t
Nông
nghiệp
5
tóm tắt báo cáo.
1- Nhu cầu thức ăn gia súc dạng viên và tình trạng thiết bị chế biến
TAGS dạng viên trớc khi triển khai dự án.
Ngày nay, hình thức chăn nuôi tập trung ngày càng phát triển mạnh mẽ.
Sự phát triển của ngành chăn nuôi đòi hỏi ngành công nghiệp sản xuất thức ăn
chăn nuôi cũng phải phát triển theo cho phù hợp.
Thí dụ, ở Trung Quốc năm 2002 sản lợng thức ăn chăn nuôi hỗn hợp
đạt 63.190.000 tấn với tổng số nhà xởng sản xuất là 16.100 nhà xởng. Trên
- Viện Cơ điện nông nghiệp (Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn)
đã nghiên cứu và đa ra mẫu máy tạo viên kiểu ép đùn bằng trục vít năng suất
0,2 ữ 0,3 tấn/h.
- Viện Nghiên cứu thiết kế chế tạo máy Nông nghiệp (Bộ Công nghiệp)
năm 1999 đã nghiên cứu thiết kế và đa ra mẫu máy ép viên kiểu lô ép khuôn
đứng năng suất 0,1 ữ 0,2 T/h
Các kiểu máy trên có u điểm đơn giản, dễ chế tạo nhng có nhợc
điểm chính là năng suất không cao, không phù hợp với qui mô của một nhà
máy sản xuất nên chỉ có tính chất nghiên cứu, không đợc phổ biến rộng rãi.
Tính đến năm 2001 trên cả nớc có trên 100 nhà máy xí nghiệp, phân
xởng chế biến thức ăn gia súc gia cầm vừa và nhỏ và tổng công suất thiết kế
đạt khoảng 3,2 triệu tấn/năm trong khi đó nhu cầu cần phải sản xuất là 10
triệu tấn năm [1].
Trong các nhà máy sản xuất thức ăn gia súc dạng viên ở Việt Nam, máy
ép viên và thiết bị đồng bộ để tạo viên chủ yếu nhập của nớc ngoài hoặc
100% vốn của nớc ngoài nh: cơ sở sản xuất CP Group - Hoà Bình nhập máy
của Thái Lan, Công ty nông sản Bắc Ninh nhập máy của Đài Loan hay các
hãng sản xuất nối tiếng nh hãng Van Aarsen (Hà Lan), hãng Hemel (Đức) và
hãng CPM (Mỹ). Các cơ sở này đều có thiết bị sản xuất thức ăn gia súc dạng
viên đồng bộ ổn định và sản phẩm viên đạt chất lợng tốt đợc thị trờng chấp
nhận song còn những tồn tại sau :
- Vốn đầu t ban đầu lớn, giá thành sản phẩm cao (do khấu hao cho một
đơn vị sản phẩm lớn dẫn đến hiệu quả chăn nuôi thấp).
- Dây chuyền sản xuất thức ăn gia súc dạng viên của ngoại nhập vẫn
cha phù hợp với điều kiện khí hậu ở Việt Nam. Vẫn gây ra hiện tợng nấm
mốc viên vào những mùa ma hay thời tiết nồm.
- Chế độ bảo hành bảo trì hệ thống thiết bị rất phức tạp gần nh không
đáp ứng kịp thời nên ảnh hởng đến kế hoạch sản xuất của nhà máy.
- Phụ tùng thiết bị thay thế thờng là rất đắt so với tổng giá trị máy và
không đáp ứng kịp với nhu cầu sản xuất.
ữ
5 tấn/h với quy mô công nghiệp. Dự án đã tiến hành:
- Hoàn thiện lựa chọn sơ đồ bố trí lắp đặt thiết bị thực hiện công nghệ
sản xuất hợp lý có tính khoa học để thực hiện công nghệ sản xuất thức ăn gia
súc dạng viên đang đợc các nớc tiên tiến trên thế giới áp dụng, đồng thời có
chú ý tới các điều kiện sản xuất của Việt Nam nh : khí hậu, thời tiết, trình độ
công nhân vận hành, tình hình cung cấp nguyên liệu và các yếu tố kỹ thuật khác.
- Hoàn thiện công nghệ chế tạo khuôn ép và lô ép của máy tạo viên
TAGS gia cầm năng suất 2 ữ 5 tấn/h với mục đích tạo dựng đợc công nghệ và
thiết bị t
ơng ứng để sản xuất các loại khuôn ép và lô ép vừa cho chất lợng
sản phẩm (độ chặt, độ bóng, độ ẩm, tỷ lệ viên) theo yêu cầu của sử dụng có độ
bền, độ ổn định cao tơng đơng với các khuôn ép lô ép nhập ngoại.
Bằng phơng pháp nghiên cứu kiểm tra xác định thành phần hoá học
vật liệu chế tạo, các chỉ tiêu cơ lý tính của mẫu khuôn và lô ép của nớc
8
ngoài, dự án đã tiến hành chế tạo thử nghiệm khuôn ép và lô ép, trong quá
trình sản xuất đã lựa chọn đợc vật liệu và hoàn thiện công nghệ chế tạo
khuôn ép, lô ép đạt chất lợng tơng đơng so với của Trung Quốc nhng giá
thành chỉ bằng 60 ữ 70% giá nhập ngoại và phù hợp với trình độ phát triển của
nền sản xuất cơ khí Việt Nam trong điều kiện hiện nay.
- Xây dựng 01 dây chuyền sản xuất gia công khuôn ép tại Viện Nghiên
cứu thiết kế chế tạo máy Nông nghiệp để sản xuất khuôn ép và phụ tùng cung
cấp cho các nhà máy mà Viện cung cấp thiết bị công nghệ sản xuất và các nhà
máy có dây chuyền thiết bị sản xuất nhập ngoại đang sản xuất TAGS dạng
viên nh các loại khuôn ép, lô ép cho các máy ép viên do nớc ngoài sản xuất
hiện đang đợc sử dụng ở Việt Nam.
- Hoàn thiện nguyên lý, kết cấu một số thiết bị trong dây chuyền sản
xuất TAGS dạng viên có ảnh hởng tới chất lợng làm việc cũng nh chất
lợng sản phẩm của máy tạo viên nhằm giải quyết một cách đồng bộ các yếu
- Thực hiện dự án KC.05.DA.06 từ 2002 ữ 2004 Viện Nghiên cứu thiết
kế chế tạo máy Nông nghiệp (RIAM) đã chuyển giao 08 dây chuyền thiết bị
đồng bộ sản xuất thức ăn gia súc dạng viên công suất từ 2 ữ 5 tấn/h với qui mô
công nghiệp với tổng giá trị khoảng 8 tỷ đồng.
Các dây chuyền đều đạt chỉ tiêu chất lợng (xem phơng pháp đánh giá
ở biên bản nghiệm thu phụ lục của báo cáo) .
Năng suất làm việc từ 2
ữ
5 tấnSp/h.
Hiệu suất tạo viên
95%
Độ chặt tơng đơng với viên thức ăn sản xuất trên khuôn ép
lô ép nhập ngoại trong cùng một điều kiện sản xuất.
Độ bóng đạt yêu cầu của ngời sử dụng (đánh giá bằng cảm
quan)
Độ đồng đều của viên 75%.
Độ ẩm của viên - Mùa hanh khô 13%
- Ma, nồm 13%
Độ ồn : 90 dB.
Tuổi thọ của dây chuyền đạt 40
ữ
80 ngàn tấn sản phẩm.
Dây chuyền thiết bị do Viện Nghiên cứu thiết kế chế tạo máy Nông
nghiệp thiết kế, chế tạo và lắp đặt tại Công ty cà phê 52 tỉnh Đắc Lắc sản
phẩm của dự án đã đợc công ty giám định thực phẩm và khử trùng FCC tại
Thành phố Hồ Chí Minh giám định dây chuyền và đánh giá đạt tiêu chuẩn
theo hợp đồng và TCAT sử dụng (xem phụ lục).
10
- Các cơ sở Viện đã ký kết hợp đồng và chuyển giao dây chuyền công
lãnh đạo.
- Góp phần đa ngành chăn nuôi có một bớc phát triển mới về qui mô
sản xuất công nghiệp có chất lợng cao và ổn định.
- Góp phần đào tạo cán bộ kỹ thuật và công nhân lành nghề. Đã đào tạo
đợc 03 thạc sĩ, 10 kỹ s thành thạo thiết kế trên máy vi tính và hàng chục
công nhân kỹ thuật.
- Tạo cơ hội về công ăn việc làm cho hàng ngàn lao động ở vùng nông
thôn miền núi.
11
Mục lục.Phần đầu báo cáo .
Trang bìa.
1
Phần báo cáo tóm tắt.
3
Danh sách những ngời thực hiện
4
Tóm tắt báo cáo
5
1.
Nhu cầu thức ăn gia súc dạng viên và tình trạng thiết bị chế biến
TAGS dạng viên trớc khi triển khai dự án.
5
21
1.1 Tình hình sản xuất thức ăn gia súc dạng viên trong nớc
21
1.2 Tình hình nghiên cứu thiết kế, chế tạo máy tạo viên trong nớc
22
1.3 Tình hình sản xuất máy tạo viên ngoài nớc
24
1.4 Tình hình sử dụng dây chuyền thiết bị sản xuất TAGS ở nớc ta
hiện nay.
28
1.5 Mục tiêu, nội dung và dự kiến kết quả đạt đợc của dự án.
29
1.5.1. Mục tiêu dự án. 29
1.5.2. Nội dung dự án. 30
1.5.3. Dự kiến các kết quả của dự án. 33
Chơng 2 Những nội dung đã thực hiện
34
A. Hoàn thiện dây chuyền thiết bị công nghệ sản xuất thức ăn gia
súc dạng viên
34
1
Nghiên cứu và lựa chọn dây chuyền thiết bị TAGS dạng viên.
34
1.1 Nghiên cứu, phân tích dây chuyền TAGS của nớc ngoài. 35
1.2 Lựa chọn sơ đồ công nghệ và bố trí thiết bị sản xuất TAGS dạng viên. 35
2 Hoàn thiện công nghệ chế tạo máy tạo viên TAGS
41
12
thức ăn gia súc gia cầm công suất từ 2
56
2.3.2 Thiết kế đồ gá gia công lỗ ép của khuôn ép
56
2.3.3 Quy trình gia công lỗ ép của khuôn ép viên.
57
2.3.4 Đồ gá gia công lỗ côn nhận liệu
57
2.4
Lựa chọn vật liệu làm khuôn ép và lô ép.
58
2.4.1 Vật liệu chế tạo khuôn lô ép của một số nớc trên thế giới.
58
2.4.2 Lựa chọn vật liệu chế tạo khuôn và lô ép
59
2.5
Công nghệ chế tạo khuôn ép và lô ép.
60
2.5.1 Lựa chọn công nghệ và giải pháp hoàn thiện công nghệ chế tạo.
60
2.5.2 Kết quả áp dụng thử khuôn ép trong sản xuất
62
79
3.3
Hoàn thiện nguyên lý kết cấu và công nghệ chế tạo một số thiết bị
khác trong dây chuyền sản xuất TAGS dạng viên.
82
3.3.1 Hoàn thiện công nghệ chế tạo gầu tải.
82
3.3.2 Hoàn thiện công nghệ chế tạo thùng chứa nguyên liệu ép viên.
83
3.3.3 Hoàn thiện nguyên lý kết cấu và công nghệ chế tạo máy bẻ viên.
84
3.3.4 Hoàn thiện công nghệ chế tạo sàng phân loại viên.
87
3.3.5
Hoàn thiện hệ thống cân đóng bao 2
ữ
5 T/h
90
3.3.6 Hoàn thiện công nghệ lắp đặt đờng hơi nớc vào máy trộn ẩm.
92
B. Tổ chức chế tạo và đa vào ứng dụng trong sản xuất
93
106
2.2 Thùng chứa nguyên liệu ép viên và thùng chứa sản phẩm V01; C03
107
2.3 Cụm thiết bị ép viên (V03-1; V03-2; V03-3).
107
3
Yêu cầu về mặt bằng nhà xởng, kho, điện năng, cung cấp nớc.
112
14
3.1 Yêu cầu về mặt bằng nhà máy.
112
3.2 Yêu cầu đối với nhà xởng sản xuất chính.
112
3.3 Yêu cầu về điện năng sản xuất, chiếu sáng và nớc.
113
4
Hớng dẫn sử dụng dây chuyền thiết bị sản xuất thức ăn gia súc
dạng viên công suất từ 2
ữ
5 tấn/h.
114
4.1 Chuẩn bị vận hành sản xuất.
118
1
Tổng quát hoá phần thực hiện dự án.
118
2
Kết quả chuyển giao qui mô, địa chỉ.
121
3
Đánh giá công tác chuyển giao và hiệu quả kinh tế x hội.
122
III.
Kết luận và kiến nghị.
124
3.1. Kết luận.
124
3.4. Kiến nghị .
124
Lời cảm ơn
126
Tài liệu tham khảo.
127
Phụ lục
Các hình vẽ
Các bảng biểu
Quyết định thành lập hội đồng khảo nghiệm
Biên bản khảo nghiệm
thức ăn gia súc 2
ữ
5 tấn/h.
9 TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam
10 Q Năng suất của máy tạo viên kg/h
11 L Chiều dài hữu hiệu của lỗ khuôn m
12 S Tiết diện của lỗ
m
2
13 M Khối nguyên liệu nén kg
14
0
Khối lợng riêng ban đầu nguyên liệu Kg/m
3
16
15
Khối lợng riêng của viên sau khi nén Kg/m
3
16 P
á
p suất nén
MPa
17 F Lực ma sát của lớp vật liệu N
18 F Hệ số ma sát của khuôn với vật liệu
19 q
MPa
27
S
k
Diện tích bề mặt làm việc của khuôn
m
2
28 t
e
Thời gian khối ép ở trong các lỗ khuôn giây
29 k
t
Hệ số đục lỗ của khuôn ép viên
30 C Hệ số tính đến dn nở của viên sau khi ra khỏi
lỗ
31 K Hệ số cản chuyển động của thức ăn khi qua các
lỗ
32 d Đờng kính lỗ khuôn m
33 m Số lỗ trên bề mặt khuôn17
34 Z Số quả lô ép
35 V Vận tốc thức ăn ép qua lỗ m/s
36 T Chiều dầy của khuôn mm
37 D Đờng kính lỗ vào liệu hình côn mm
sấy
KgKK
45
D
0
,d
2
Lợng chứa ẩm của không khí khô đi vào và đi
ra khỏi thiết bị sấy
g/KgKK
46
V
Thể tích không khí m
3
47 Q
1
Nhiệt lợng do không khí hấp thụ kcal
48 Q
2
Nhiệt lợng do viên toả ra kcal
49
t
1
,t
2
Nhiệt độ vào và ra khỏi buồng làm nguội
C
O
58
ms
P
Trở lực ma sát
mmH
2
O
59
Tốc độ của dòng khí m/s
60
v
P
Trở lực của tác nhân sấy qua lớp vật liệu
mmH
2
O
61 F
G
Diện tích của kênh sấy m
2
62
Px
Trở lực của Xyclon
mmH
PhÇn b¸o c¸o chÝnh
20
I - lời mở đầu
Qua nghiên cứu toàn bộ hệ thống thiết bị chế biến TAGS dạng viên, đặc
biệt là các loại máy ép viên của các hãng nổi tiếng của Châu Âu và Trung
Quốc, căn cứ vào điều kiện khả năng chế tạo của Việt Nam năm 2002, Viện
Nghiên cứu thiết kế chế tạo máy Nông nghiệp Bộ Công nghiệp đã đề nghị Bộ
Khoa học và Công nghệ cho thực hiện dự án KC.05.DA.06: Hoàn thiện công
nghệ chế tạo và đa vào ứng dụng máy tạo viên TAGS gia cầm công suất từ 2
ữ
5 T/h qui mô công nghiệp nhng sản phẩm đi ra khỏi máy ép viên là viên
nóng có độ ẩm cao
1.1. Tình hình sản xuất thức ăn gia súc dạng viên trong nớc
Ngày nay ngành chăn nuôi đã phát triển mạnh mẽ về qui mô chăn nuôi
đã tiến đến hàng ngàn vạn đầu gia súc, gia cầm. Không những vật nuôi gia
cầm, gia súc mà cả đại gia súc, thuỷ sản cũng sử dụng thức ăn tổng hợp. Do sự
phát triển nh vậy đã đòi hỏi ngành công nghiệp TACN phải phát triển để theo
kịp nhu cầu của ngời chăn nuôi.
ở
Việt Nam, xu thế chăn nuôi có năng suất cao chất lợng tốt (lợn siêu
nạc, gà siêu nạc thịt, siêu trứng, bò siêu sữa) để phục vụ cho tiêu dùng trong
nớc và xuất khẩu càng chiếm u thế trong ngành chăn nuôi. Vì vậy nhu cầu
về thức ăn gia súc công nghiệp cũng tăng lên nhng vẫn không đáp ứng đợc
nhịp độ tăng nhanh các đàn gia súc, gia cầm; Năm 1999 cả nớc sản xuất
đợc 2 triệu tấn, chỉ đáp ứng khoảng 25 ữ 30% yêu cầu về thức ăn công
nghiệp. Theo dự báo của Tổng Công ty chăn nuôi Việt Nam [1] đến năm
2005, bình quân mỗi năm cần 8 ữ 10 triệu tấn thức ăn công nghiệp dạng bột
và dạng viên. Nếu tính năng suất 5.000 ữ 10.000 tấn/năm cho một xí nghiệp
chế biến TAGS thì cần phải xây dựng thêm 600 ữ 800 xí nghiệp nữa mới có
thể đáp ứng đợc nhu cầu thức ăn gia súc [1]. Trong đó TAGS dạng viên ngày
càng đợc sử dụng rộng rãi nhờ các u điểm chính là:
- Dễ bảo quản, ít mốc hơn thức ăn dạng bột do bề mặt tiếp xúc với
không khí ít hơn, các thành phần vi lợng không bị phân lớp trong khi vận
chuyển do đã đợc trộn đều trớc khi ép thành viên.
- Các vi khuẩn và nấm mốc bị tiêu diệt hầu hết trong quá trình phối
trộn, gia nhiệt khi ép viên.
- Tăng khả năng tiêu hoá hơn do thức ăn đã đợc làm chín một phần
trong quá trình gia nhiệt và ép thành viên.
- Tiết kiệm hơn dạng bột do ít rơi vãi, bám dính và bay thành bụi.
- Không gây cho gia súc một số bệnh về đờng hô hấp do hít phải bụi
nh ở thức ăn dạng bột.
22
nhợc điểm chính là năng suất không cao, cha phù hợp với qui mô sản xuất
công nghiệp, do đó không đợc phổ biến rộng rãi.
- Cũng vì nhu cầu của chăn nuôi và qui mô của sản xuất nên năm 2001
đã thực hiện đề tài nghiên cứu khoa học cấp Bộ của Viện Nghiên cứu thiết kế
chế tạo máy Nông nghiệp là Nghiên cứu thiết kế chế tạo máy ép viên thức ăn
gia súc. Viện Nghiên cứu thiết kế chế tạo máy Nông nghiệp (Bộ Công nghiệp
) đã nghiên cứu thiết kế và đa ra mẫu máy ép viên kiểu lô ép khuôn quay và
một số thiết bị sử lý viên sau khi ép, làm thành một dây chuyền sản xuất
TAGS dạng viên năng suất 2 tấn/h. Với máy tạo viên đợc thiết kế và chế tạo
trên cơ sở tham khảo hàng loạt mẫu máy của nớc ngoài nh : Trung Quốc,
Mỹ, Hà Lan, Đài Loan và bớc đầu cho sản phẩm TACN dạng viên với giá
thành giảm khoảng 30% so với Trung Quốc.
24 1.3- Tình hình sản xuất máy tạo viên ngoài nớc
ở nớc ngoài từ những năm 30 của thế kỷ trớc Mỹ (hãng CPM)
Plettmull đã chế tạo loại máy tạo viên thức ăn kiểu lô ép khuôn đứng. Máy ép
kiểu này có những tồn tại do sự khác biệt giữa vận tốc quay của cối ép nên lực
ép tại các điểm tiếp xúc xuất hiện các lực nén không đồng đều và khi tăng tốc
độ quay của cối ép sẽ dẫn đến sự không đều của quá trình cấp vật liệu vào lô
trên cối. Do có lực ly tâm nên phần lô phía ngoài cối sẽ nhận đợc nhiều vật
liệu ép hơn các lô gần phía tâm quay của cối do đó năng suất và độ đồng đều
của hạt thấp.
Sau đó máy tạo viên đợc cải tiến chuyển sang loại máy kiểu lô ép
khuôn quay cho đến nay (xem hình 3).
Copyright: Tài liệu đại học ©