Tính toán thiết kế một máy ép viên trục vít thức ăn gia súc với năng suất 300 kg/h

Vương Mục lục Trang Lời mở đầu Phần I: vài nét về thức ăn gia súc I. Sự ra đời của thức ăn hỗn hợp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5 II. Lợi ích của việc sử dụng thực ăn hỗn hợp. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6 III. ý nghĩa của việc chế biến thức ăn gia súc. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7 IV. thức ăn hỗn hợp và nguyên liệu dùng để chế biến chúng. . . . . . . . . . . . . .9 V. ép viên và đóng bánh. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 1. Sơ lược lý thuyết về quá trình nén. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11 2. ép viên thức ăn gia súc. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 3. Đóng bánh thức ăn gia súc. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 VI. Các khâu kỹ thuật cơ bản trong dây truyền sản xuất thức ăn gia súc. . . .15 1. Làm sạch các tạp chất trong nguyên liệu. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 2. Nghiền nguyên liệu. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16 3. Trộn các cấu tử thành phần thức ăn hỗn hợp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 3.1. Chuẩn bị các thành phần vi lượng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 3.2. Trộn mật rỉ thức ăn hỗn hợp. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 3.3. Đóng bánh thức ăn hỗn hợp. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 3.4. Đóng viên thức ăn hỗn hợp. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Phần II : Tính toán thiết kế máy ép trục vít I. Tính chọn các thông số kỹ thuật của máy. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 II. Công suất động cơ và hộp giảm tốc - bộ truyền đai. . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 1. Công suất động cơ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 2. Hộp giảm tốc. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .28 3. Bộ truyền đai thang. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 III. Tính toán vít đẩy máy ép. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .31 IV. Tính toán sức bền trục vít ép. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .38 V. Tính toán sức bền vòng vít ép. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .41 VI. Tính toán khuôn cối và bulông kẹp. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 1. Tính khuôn cối. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .46 2. Bulông kẹp. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .47 VII. Tính chọn ổ lăn trục vít. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 VIII. Tính toán bộ phận cắt. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .51 Tài liệu tham khảo Lời nói đầu Nhiều nước trên thế giới đặc biệt là các nước đang phát triển, nhu cầu tối thiểu của con người về thực phẩm chưa thỏa mãn hoàn toàn. Nhiều tổ chức quốc tế đã và đang tìm cách giải quyết nhanh chóng vấn đề lương thực, thực phẩm toàn cầu. Trên con đường thực hiện mục tiêu đó có một khâu rất quan trọng là phải phát triển hơn nữa về ngành chăn nuôi. Thành công của ngành nông nghiệp này phần lớn tùy thuộc vào mức dinh dưỡng của gia súc, gia cầm, vào việc tạo ra nguồn cung cấp thức ăn vững chắc. Từ xưa ngành trồng trọt đã cung cấp các loại thức ăn gia súc. Tuy nhiên trong các điều kiện của một nền chăn nuôi phát triển với khuynh hướng tập trung và chuyên biệt hóa cao độ như hiện nay đã tạo ra những tiền đề để tách ngành công nghiệp độc lập. Công việc sản xuất thức ăn bao gồm tổ hợp những biện pháp, tổ chức quản lý và kỹ thuật công nghiệp nhằm bảo đảm cung cấp đầy đủ thức ăn cho vật nuôi từ các nguồn trồng trọt, công nghiệp chế biến nông sản thực phẩm, từ công nghệ vi sinh học . kể cả nguồn thức ăn tự nhiên, trong đó thức ăn có nguồn gốc thực vật là quan trong nhất. Ngày nay, do các cuộc cách mạng về khoa học kỹ thuật của nhân loại đã tạo ra nhiều bước đột phá trong tất cả những lĩnh vực, kể cả trong lịnh vực thức ăn gia súc, dây truyền thức ăn gia súc ngày càng hiện đại và cho năng suất cao hơn. Thức ăn gia súc ngày nay với thành phần chính vẫn là thực vật, nhưng còn các thành phần phụ khác đã được bổ xung một cách hợp lý để sao cho gia súc có thể hấp thụ được thức ăn là tốt nhất làm tăng sản lượng và chất lượng chăn nuôi. Mặt khác sản xuất thức ăn gia súc không còn là công việc thủ công. Máy móc và các trang bị đã cho phép chúng ta tự động hóa thức ăn gia súc với quy mô lớn, nhanh chóng và hiệu quả. Chúng ta đã có nhiều dây truyền sản xuất thức ăn khác cho nhiều loại vật nuôi khác nhau. Và cho các quy mô sản xuất khác nhau. Phần I Vài nét về thức ăn gia súc hỗn hợp Thức ăn hỗn hợp là một loại hỗn hợp đồng nhất của nhiều loại thức ăn khác nhau được phối hợp theo các công thức lập được từ các kết quả nghiên cứu khoa học nhằm đảm bảo dinh dưỡng hoàn chỉnh cho vật nuôi. I - Sự ra đời của thực ăn hỗn hợp Sau thể giới thứ II, thị hiếu của người chăn nuôi đối với việc sử dụng ngũ cốc làm thức ăn gia súc có thay đổi. Trong lý luận nuôi dưỡng động vật nuôi cũng có nhiều quan điểm mới. Người ta đã nghĩ đến việc dùng các sản phẩm hóa học, sinh hóa học và vi sinh vật nhằm thực hiện ý muốn về một loại thức ăn chứa đầy đủ các dinh dưỡng chất cần thiết và có thể sử dụng như là một chế phẩm có tác dụng bổ sung và hoàn thiện giá trị dinh dưỡng của các sản phẩm trồng trọt rẻ tiền. Việc nuôi dưỡng gia súc, gia cầm giờ đây đòi hỏi một thức ăn hoàn chỉnh, tức là một hỗn hợp các thức ăn có nguồn gốc thực vật, động vật vi sinh vật, khoáng vật và các sản phẩm tổng hợp khác nhằm đáp ứng đầy đủ nhất cho nhu cầu dinh dưỡng của vật nuôi, cả về số lượng lẫn chất lượng. Việc chế biến một loại thức ăn như vậy với quy mô công nghiệp đã hình thành nên ngành sản xuất chế biến thức ăn hỗn hợp. Một ngành sản xuất độc lập và chuyên môn hóa, các loại thức ăn hỗn hợp được sản xuất ra là những sản phẩm phức tạp, là những công trình tập thể của những chuyên gia thuộc các ngành khác như sinh vật học, chăn nuôi hỗn hợp, toán học và kinh tế học. Nghiên cứu tìm ra được thức ăn hỗn hợp là một trong những thành tựu khoa học kỹ thuật lớn nhất của ngành chăn nuôi trong những năm sau chiến tranh. ở nước ta, việc sử dụng thức ăn hỗn hợp cũng được phổ biến khá sớm. Sự phát triển của nền nông nghiệp tư sản ở miền nam cũng đã hình thành hàng loạt các xí nghiệp chế biến thức ăn hỗn hợp với phần lớn thực liệu nhập từ các nước, chủ yếu là Mỹ. Từ sau 1975 đến nay, chúng ta đã thiết lập được hàng loạt các xí nghiệp, nhà máy chế biến thức ăn gia súc từ trung ương đến cấp tỉnh. Một số huyện, thậm trí một số xã, cũng đã xây dựng được các vùng chuyên môn hóa thức ăn gia súc để đảm bảo cung cấp đầy đủ và thường xuyên cho việc chế biến, mặt khác là do chưa chủ động cân đối được các thực liệu bổ sung, các dưỡng chất vi lượng như axit, amin, vitamin, các chất khác như kháng sinh, hormon, chất khoáng ôxi hóa . . . Gần đây theo khuynh hướng chung, công nghiệp thức ăn gia súc của nước ta cũng chú ý đến việc chế biến thức ăn hỗn hợp thành thức ăn viên . . .Mặc dầu vậy, bên cạnh đó việc nghiên cứu các loại thực ăn hỗn hợp hoàn chỉnh cho từng vùng sinh thái nông nghiệp ở nước ta chưa được quan tâm đầu tư đến. II - Lợi ích của việc sử dụng thức ăn hỗn hợp. Điểm cơ bản nhất là sự ra đời của thức ăn hỗn hợp cho phép công nghiệp hóa ngành chăn nuôi. Sự xuất hiện của thức ăn hỗn hợp đã khắc phục được tình trạng cung cấp sản phẩm chăn nuôi theo mùa và là cho chất lượng sản phẩm động đều hơn. Ngoài ra, thức ăn hỗn hợp cho phép áp dụng nhanh chóng trong thực tiễn những thành tựu mới nhất của dinh dưỡng học, cho phép thực hiện việc rộng rãi cơ giới hoá, tự động hoá việc cho ăn tiết kiệm công lao động và rút ngắn thời gian chuẩn bị thức ăn. Do đó, thức ăn hỗn hợp có ý nghĩa rất lớn, ở nước ta nông nghiệp phát triển, nhất là phát triển có kế hoạch. Phát triển công nghiệp thức ăn gia súc không những có thể sử dụng tốt nhất tất cả các nguồn thức ăn gia súc, kể cả các phụ phẩm của công nghiệp chế biến nông sản thực phẩm, mà còn cho phép phát triển sản xuất chăn nuôi theo các định hướng cần thiết. Thức ăn gia súc có chất lượng cao có vị trí rất quan trọng dinh dưỡng động vật, nhất là đối với heo và gia cầm. Thức ăn đã trở thành một yếu tố quyết định tăng năng suất chăn nuôi trong những năm sau thế chiến thứ II. Chi phí thức ăn để sản xuất một đơn vị sản phẩm trong ngành chăn nuôi heo và gia cầm thời kỳ 1930 - 1960 dùng thức ăn tinh đã giảm 1,5-2 lần, trong ngành chăn nuôi bò thịt đã giảm 1/3. Và hiện nay đã đạt được một tiến bộ vượt bậc trong việc tiết kiệm thức ăn trên một đợn vị sản phẩm trong tất cả các ngành chăn nuôi, đặc biệt là ngành chăn nuôi heo và gà. Theo các thông số gần đây nhất, nhiều cơ sở chăn nuôi tập trung đã đạt được mức tiêu tốn dưới 2,5kg thức ăn hỗn hợp cho 1kg trứng, dưới 2kg thức ăn, cho 1kg tăng trọng của gà thịt và dưới 3kg thức ăn cho 1kg tăng trọng của heo thịt. Nông dân ở các nước kinh tế phát triển và cả ở các nước đang phát triển như Thái lan, ngày càng ưu chuộng thức ăn hỗn hợp. Họ đã sản xuất ngũ cốc, khoai củ (đã sơ chế) để cung cấp cho nhà máy và mua lại thức ăn hỗn hợp dưới dạng viên. Nhiều nông dân sẽ không nghĩ đến việc kinh doanh chăn nuôi nếu không mua được thức ăn hỗn hợp (một số nông trại lớn thể trộn). Thức ăn hỗn hợp đã trở thành một thứ tư liệu sản xuất cần thiết, nó chiếm một phần quan trọng trong toàn bộ chi phí hiện nay và ngành chăn nuôi. Điều này đã dẫn đến khuynh hướng chung là tính hiệu quả sử dụng thức ăn bằng các dùng số kg thức ăn tiêu tốn, thay vì số đơn vị thức ăn, cho một đơn vị sản phẩm chăn nuôi III - ý nghĩa của việc chế biến thức ăn gia súc Chế biến thức ăn theo nghĩa hẹp và nhằm thay đổi thức ăn về hình thức, về phẩm chất dưới tác động của các yếu tố vật lý, hóa học, sinh vật học, và theo khái niệm mới thì chế biến là nhằm sản xuất ra những loại thức ăn mới bằng phương pháp hóa học, sinh học trong công nghiệp trong qúa trình xây dựng ngành chăn nuôi hiện đại thì vấn đề chế biến thức ăn gia súc lại càng quan trọng, nhất là việc chế biến thức ăn hỗn hợp các loại. Nước ta chăn nuôi hiện nay đang được đưa lên thành ngành chính của công nghiệp nhằm đạp ứng nhu cầu thực phẩm ngày càng tăng cũng như yêu cầu về sức kéo và phân bón phục vụ cho trồng trọt. Năng suất chăn nuôi trước hết phụ thuộc vào việc cung cấp đúng đắn thức ăn gia súc, gia cầm. Việc cung cấp thức ăn đúng đắn có ý nghĩa là phù hợp với nhu cầu thức ăn của gia súc với mục tiêu thụ ít nhất, nhưng lại cho sản lượng thức ăn có ích lợi nhất. Thức ăn cho gia súc phải đáp ứng nhu cầu dinh dưỡng tiêu hóa tốt, không chứa những độc hại cho quá trình tiêu hóa và sức khỏe làm ảnh hưởng xấu đến chất lượng sản phẩm gia súc, gia cầm. Thức ăn ở dạng tự nhiên chưa thể đáp ứng yêu cầu dinh dưỡng đa dạng theo chức năng và lứa tuổi của gia súc, gia cầm. Việc chế biến thức ăn có thể làm tăng mức tiêu hóa trong cơ thể gia súc, tăng sản lượng, giảm mức tốn năng lượng khi nhai thức ăn, nâng cao chất lượng ngon, tránh cho gia súc khỏi bị bệnh và khử được nhiều ảnh hưởng tai hại của một số thức ăn tới sản phẩm của gia súc. Ngoài ra việc chế biến thức ăn phát triển tạo nhiều khả năng tận dụng nhiều phế phẩm nông nghiệp, cũng như các ngành sản xuất khác, có thể chế biến nhiều thức ăn cần thiết đơn giản vận động cơ khí hóa nhiều quá trình làm việc liên quan tới các chăn nuôi giữ gia súc. Như vậy phải tiến hành chế biến và phối trộn tạo thành thức ăn hỗn hợp nhằm đáp ứng những nhu cầu trên. Như các thức ăn hạt chưa được nhiều chất dinh dưỡng và chất lượng ngon, nếu như để nguyên cho lợn, trâu, bò ăn sẽ kém tác dụng và đôi khi gây ra bệnh dạ dầy. Rất nhiều kinh nghiêm thực tế chứng tỏ rằng hỗn hợp thức ăn gồm nhiều thành phần được nghiền nhỏ ( căn bản là thức ăn hạt ) thì cho lợn ăn dễ tiêu hóa tốt hơn là hỗn hợp gồm nhiều thành phần nghiền to, mức tăng trọng của lợn khi cho ăn hỗn hợp thức ăn nghiền nhỏ sẽ lớn hơn 15á19% và nếu cho ăn hỗn hợp thức ăn trung bình sẽ lớn hơn 10á12% so với mức tăng trọng đạt được khi cho ăn hỗn hợp nghiền to. Khi đó sẽ giảm bớt được nhu cầu thức ăn rút ngắn được thời hạn vỗ béo lợn và hạ giá thành sản phẩm. Chính vì vậy việc sản xuất thức ăn hỗn hợp. Cho gia súc, gia cầm ngày nay đang được phát triển mạnh mẽ. ở các nước chăn nuôi tiên tiến việc sản xuất thức ăn hỗn hợp phát triển với mức độ cao và đem lại hiệu quả kinh tế to lớn cho ngành chăn nuôi. Chăn nuôi với quy mô công nghiệp không thể thiếu thức ăn hỗn hợp cho gia súc, gia cầm. Thức ăn hỗn hợp có thể sản xuất ở xí nghiệp, công nghiệp đồng thời cũng có sản xuất trực tiếp ở các cơ sở chăn nuôi, nông trường quốc doanh, nông trại tập thể. IV - Thức ăn hỗn hợp và các nguyên liệu dùng để chế biến chúng Thức ăn hỗn hợp được phân 3 loại + thức ăn tinh hỗn hợp + thức ăn hỗn hợp hoàn chỉnh + thức ăn bổ sung protit, khoáng, vitamin Thức ăn tinh hỗn hợp là hỗn hợp gồm thức ăn tinh và khoáng bổ sung. Trong thành phần thức ăn tinh loại này có thể trộn thêm chế phẩm vitamin, nguyên tố vi lượng, chất kháng sinh và chất khác. Thức ăn tinh hỗn hợp kết hợp cho ăn với thức ăn nhiều nước và thức ăn thô theo quy định khẩu phần thức ăn hàng ngày phù hợp với từng đối tượng chăn nuôi. Loại thức ăn hỗn hợp này sản xuất dưới dạng bột rời, bánh hoặc viên. Thức ăn hỗn hợp hoàn chỉnh là hỗn hợp gồm có thức ăn tinh, thức ăn thô (cỏ, rơm, rau . . ) cùng với muối khoáng bổ sung hoặc các chất khác với tỷ lệ phù hợp nhằm tiết kiệm thức ăn và nâng cao năng suất gia súc, gia cầm. Thức ăn hỗn hợp hoàn chỉnh cung cấp đầy đủ chất dinh dưỡng mà gia súc, gia cầm cần thiết và chất độn phù hợp để cho bộ máy tiêu hóa hoạt động bình thường. Thức ăn bổ sung prôtit, khoáng, vitamin là hỗn hợp gồm các loại thức ăn tinh giàu prôtit, các loại vitamin, muối khoáng, nguyên tố vi lượng và kháng sinh. Loại thức ăn này dùng để phối trộn với các dạng thức ăn khác nhằm đáp ứng nhu cầu dinh dưỡng theo sinh lý từng loại, từng lứa tuổi và từng chức năng riêng ( loại sinh sản, loại cho sữa, cho thịt . . .) Công thức chế biến thức ăn hỗn hợp nuôi gia cầm, gia súc cho phù hợp sinh lý từng loại và từng lứa tuổi ở nước ta đang được nghiêm cứu và hoàn chỉnh. Nhưng nói chung thức ăn hỗn hợp đều được sản xuất từ nguyên liệu như: các loại hạt thực vật giàu tinh bột (lúa, ngô, lúa mạch, kê, cao lương . . ). Các loại hạt thực vật giàu prôtit ( đậu tương, đậu ve, đậu hà lan, lạc . . ), phụ phẩm các nhà máy xay xát và chế biến bột, phụ phẩm các nhà máy ép dầu, phụ phẩm của công nghiệp đường, rượi, bia, thức ăn có nguồn gốc động vật (bột xương, bột xương thịt, bột cá, bã mắn ), nấm men, thức ăn có nguồn gốc thực vật nhiều vitamin và khoáng ( khoai lang, khoai tây, sắn, cỏ, rơm) và thức ăn khoáng. Nguyên liệu chế biến thức ăn chăn nuôi rất đa dạng, do đó việc chế biến mỗi loại thức ăn chăn nuôi phải theo quy trình kỹ thuật. 1. Với các loại củ quả được rửa sạch đất bụi, thái lát, phơi (sấy) khô, nghiền nhỏ và phối trộn. Nếu cần thức ăn ngay thì sau khi rửa, thái ( nếu kích thước ban đầu lớn) nấu (nghiền) và phối trộn. 2. Loại thức ăn thô như rau, cỏ, rơm, các loại lá đậu, lá cây được băm (thái), phơi khô nghiền nhỏ và phối trộn làm thức ăn hỗn hợp. Rơm ngoài băm, nghiền nhỏ còn có thể chế biến bằng phương pháp hóa học như ngâm vôi, kiềm hóa bằng sút ăn da . .để tăng khả năng hấp thụ dinh dưỡng. Nếu để làm thức ăn tươi thì cần thái trộn hoặc thái nấu trộn. Thức ăn khô nếu được chế biến sẽ giảm nhẹ công sức nhai thức ăn của gia súc, tạo điều kiện phối chế đồng đều làm tăng dinh dưỡng, gây vị ngon, làm tăng khả năng ăn được nhiều cho gia súc. 3. Thức ăn hạt thường phân loại tách các tạp chất phi dinh dưỡng, làm khô, nghiền nhỏ và phối trộn. Một số loại cần được xay xát, rang nghiền hoặc nấu và phối trộn. 4. Các loại phụ phẩm của các ngành công nghiệp đường, bia, rượi, ép dầu. Xay xát và chế biến thức phẩm thường được phối trộn cho ăn ngay hoặc nghiền sơ bộ ( nếu cần), sấy nghiền và phối trộn. Nguyên liệu để sản xuất thức ăn hỗn hợp sau khi tách các tạp chất phải được nghiền nhỏ đúng kích thước, cân đong đúng liều lượng theo từng loại công thức thức ăn và trộn đều trong các máy đảo trộn. Sản phẩm sau khi đảo trộn đều có thể đóng bao, đóng bánh hoặc ép viên tùy theo yêu cầu sử dụng. V- ép viên và đóng bánh ép viên và đóng bánh là dùng các dụng cụ cơ học để làm cho các vật thể dạng rời kết lại thành các phần tử có kích thước lớn hơn. Quá trình tạo thành các phân tử có kích thước lớn hơn được gọi là đóng bánh, và tạo thành các phần tử kích thước nhỏ là ép viên. Đóng bánh và ép viên được áp dụng cho cám, trấu và thức ăn gia súc. Khi nén, sản phẩm được kết chặt lại, khối lượng riêng tăng lên và làm cho việc vận chuyển, bảo quản dễ dàng hơn. Ngoài ra ép viên thức ăn gia súc còn tạo điều kiện thuận lợi cho chăn nuôi động vật, gia cầm, cá . 1 - Sơ lược lý thuyết của qúa trình nén Sản phẩm rời được chặt lại do sự chuyển dịch tương đối cuả các cấu tử thành phần, cũng như do kết quả của sự biến dạng dư ( không thuận nghịch ) và biến dạng đàn hồi (thuận nghịch ). Trong quá trình nén chặt tính chất cơ cấu của vật thể bị nén luôn luôn thay đổi . Quá trình nén chặt của vật thể rời được chia làm ba giai đoạn : ở giai đoạn thứ nhất, các phân tử ép lại gần nhau, các phần tử này chèn các phân tử kia và biến dạng. Từ những khu vực có áp suất cao, các phân tử dịch chuyển đến các khu vực có áp suất thấp hơn. Sự nén chặt xảy ra chủ yếu do kết quả của sự thay đổi độ hổng của các phân tử không biến dạng nhiều. ở giai đoạn này áp suất tăng không nhiều lắm cũng đã làm cho sản phẩm nén chặt lại rồi. ở giai đoạn thứ hai của quá trình nén chặt xảy ra sự biến dạng không thuận nghịch, biến dạng dòn và biến dạng dẻo. Biến dạng dòn gây ra sự phá huỷ các phân tử, làm cho các phân tử được sắp xếp lại chặt hơn còn biến dạng dẻo thì không gây ra sự phá hoại phân tử. ở giai đoạn thứ ba của quá trình nén chặt xảy ra sự biến dạng đàn hồi, ở giai đoạn này áp suất lớn đã làm cho độ chặt của sản phẩm tăng lên rất cao. Tất nhiên không thể có giới hạn rõ rệt giữa các giai đoạn của quá trình nén chặt . Sự gắn chặt với nhau của các phân tử nén được giải thích theo nhiều thuyết ( mao quản, keo, phân tử ...). Phổ biến hơn cả là thuyết phân tử, thuyết giải thích sự gắn chặt các phân tử với nhau là do xuất hiện lực liên kết giữa các phân tử. Trong quá trình nén các phân tử nằm xít gần nhau có sức căng giữa các phân tử rất lớn, do đó gắn chặt lại với nhau. Thuyết mao quản giải thích rằng sự gắn chặt của các phân tử là do tác dụng của lực mao quản ở các mặt lồi lõm, muốn thế vật thể phải có đủ độ ẩm cần thiết để chất đầy vào các mao quản giữa bề mặt các phân tử . Ta thấy rằng nén sản phẩm đến độ dày h nào đấy thì không cần lực ép lớn (giai đoạn 1 của quá trình nén ). Sau đó áp suất tăng lên và chiều dày của lớp sản phẩm giảm xuống, quá trình nén tiến hành với vận tốc giảm dần (giai đoạn hai ). Cuối cùng, nén các sản phẩm trong mặc dù là áp suất ép khá lớn, nhưng chiều dày của lớp sản phẩm giảm xuống không đáng kể. Chiều dày của lớp sản phẩm tăng từ h1 đến h2 khi không tiếp tục nén, đó là do sự xuất hiện của biến dạng đàn hồi, và sự nở của không khí bị nén trong sản phẩm . Chỉ số độ chặt của sản phẩm ép được biểu diễn bằng hệ số nén, V4 là thể tích sản phẩm trước khi nén, V2 là thể tích sản phẩm sau khi nén. Ngoài ra, quá trình ép còn được đặc trưng bằng trị số nở tương đối của sản phẩm. V2 là thể tích sản phẩm sau khi nén, V0 là thể tích nhỏ nhất của sản phẩm khi bị nén ở áp suất cực đại. Trong qúa trình nén phải tìm cách tăng chỉ số nén. Các chỉ số nén chịu ảnh hưởng của điều kiện nén và những đặc tính lý hoá của sản phẩm nén. Điều kiện nén gồm có : áp lực nén, thời gian nén, sản phẩm chịu tác dụng của lực nén, nhiệt độ của bộ phận nén và nhiệt độ của vật liệu, đặc tính cấu tạo và tình trạng kỹ thuật của bộ phận nén. Những đặc tính lý hoá của của sản phẩm gồm có : thành phần hoá học của sản phẩm, độ phân tán của sản phẩm, hệ số ma sát nội và ma sát ngoại, tính hút nước của sản phẩm số lượng và tính chất của chất kết dính . áp suất nén càng tăng chỉ số độ chặt và độ cứng của sản phẩm ép càng tăng, thời gian nén dài sẽ gây ra sự trễ của lực căng trong sản phẩm, do đó hệ số nở của sản phẩm giảm xuống. Nhiệt độ của sản phẩm là yếu tố chủ yếu ảnh hưởng đến quá trình nén, vì nhiệt độ ảnh hưởng đến trạng thái của nước và độ bền vững của liên kết giữa nước với sản phẩm. Tăng nhiệt độ sẽ tạo khả năng dịch chuyển ẩm, làm cho sản phẩm trở nên dẻo, giảm hệ số nở. Tăng độ ẩm thì sự liên kết giữa các phân tử tăng lên, nhưng thừa nước thì tác dụng sẽ ngược lại . Thành phần hoá học của sản phẩm cũng ảnh hưởng đến độ cứng của sản phẩm nén. Thức ăn gia súc chứa nhiều Xen-luloza, do đó khi ép viên hoặc đóng bánh sẽ kém vững chắc và đòi hỏi phải nén với áp lực lớn. Thức ăn gia súc giầu tinh bột và protit thì khi ép viên sẽ đơn giản hơn . Ngoài độ cứng của sản phẩm, năng suất của máy nén và chi phí về năng lượng của những đặc điểm cơ bản của quá trình nén . 2- ép viên thức ăn gia súc Viên thức ăn gia súc có dạng trụ nhỏ đường kính từ 2,4 đến 20 mm, dài bằng 1,5-2,0 đường kính. Kích thước của viên thức ăn phụ thuộc và mục đích sử dụng nó. Viên thức ăn nhỏ chủ yếu dùng để nuôi gia cầm non, còn viên thức ăn đường kính cỡ 5 mm dùng để nuôi gia cầm lớn và cá. Viên thức ăn lớn dùng để nuôi gia súc lớn. Mỗi viên thức ăn đều chứa đầy đủ các chất dinh dưỡng theo thực đơn nuôi dưỡng gia súc, loại thức ăn dạng này được gia cầm rất ưa thích. Viên thức ăn cũng được dùng để chăn nuôi gia súc vừa và lớn. Thức ăn gia súc dạng viên còn rất thích hợp cho chăn nuôi cá, bởi vì viên thức ăn có thể nằm lâu trong nước vẫn giữ được các chất dinh dưỡng không bị mất đi . Một số nhà nghiên cứu cho rằng, nhờ chế biến ở nhệt độ cao và làm ẩm khi hấp, khi ép viên nén giá trị dinh dưỡng của viên thức ăn được tăng lên do sự dexorin hoá tinh bột và biến tính Protit. Kết quả chăn nuôi gia cầm bằng thức ăn dạng viên cho thấy rằng kết quả cũng tốt như chăn nuôi bằng thức ăn dạng bột. Nhiều công trình nghiên cứu đã chứng minh rằng thức ăn gia súc dạng viên có giá trị dinh dưỡng cao hơn . Thức ăn dạng viên có một ưu điểm rõ rệt nhất là khối lượng riêng cao, thể tích kho chứa được thu hẹp, dễ vận chuyển bằng cơ học và khí động học, thuận tiện cho việc vận chuyển ở dạng rời không cần bao gói và dễ cơ khí hoá việc cho ăn ở các chuồng trại . Có hai phương pháp sản xuất thức ăn viên : Phương pháp khô và phương pháp ướt. Sản xuất bằng phương pháp khô khi trước khi ép viên, thức ăn gia súc (dạng bột ) được hấp hơi, và đôi khi có trộn thêm mật rỉ, hydrol, chất béo. Sản xuất bằng phương pháp ướt nghĩa là phải trộn vào bột thức ăn một lượng nước ( nhiệt độ 70 - 800c ). Đủ để tạo thành bột nhão với độ ẩm 30-35%, sau đó đưa vào tạo viên , sấy, và làm nguội . 3 - đóng bánh thức ăn gia súc Thành phần của thức ăn khẩu phần đầy đủ gồm có những cấu tử kích thước khô ( cỏ, rơm ), cho nên khó đảm bảo độ đồng đều về thành phần dinh dưỡng. Trong thức ăn này có những phân tử bột nhỏ và những phân tử bột lớn dài đến 50mm ( Rơm, cỏ ). Loại thức ăn này tơi xốp, khối lượng riêng nhỏ. Trong quá trình vận chuyển (không bao gói ) thức ăn này rất dễ tự phân loại. Khi bảo quản lại cần kho thể tích lớn. Để khắc phục các nhược điểm đó người ta nén thức ăn này lại thành bánh . Để tăng cường độ dính của thức ăn thì trước khi nén có thể đun nóng, làm ẩm, hấp hơi hoặc cho vào một vài chất phụ gia để làm chất kết dính. Nhưng độ ẩm của hỗn hợp thức ăn trước khi ép không vượt quá 15-16%. Tổn khấu về năng lượng phụ thuộc vào kích thước của bánh thức ăn, áp suất nén, trạng khối của sản phẩm, hệ số ma sát của thức ăn vào thành máy. Kích thước của bánh thức ăn phụ thuộc vào cấu tạo của máy nén. Nếu nén bằng máy B-8230 thì kích thước của bánh thức ăn là 160 x 130 x 68 mm, nén bằng máy C-3 thì kích thước bánh thức ăn là 140 x 16 40 mm. VI - Các khâu kỹ thuật cơ bản trong dây chuyền sản xuất thực ăn hỗn hợp cho gia súc 1 - làm sạch các tạp chất trong nguyên liệu Nguyên liệu đưa vào xí nghiệp chế biến thức ăn gia súc thường lẫn nhiều loại tạp chất khác nhau, hoặc là tạp chất vô cơ, hoặc là tạp chất hữu cơ hay tạp chất sắt. Để đảm bảo không ảnh hưởng đến giá trị của thức ăn cũng như an toàn cho máy móc, nhất thiết phải loại bỏ các tạp chất. Tuỳ theo nguyên liệu đưa vào xí nghiệp thuộc dạng hạt hay dạng bột mà dây chuyền làm sạch tạp chất phải thay đổi cho thích hợp . Làm sạch tạp chất trong dây chuyền sản xuất thức ăn gia súc tương đối đơn giản. Thường chỉ có thiết bị sàng và nam châm. ở những cơ sở sản xuất nhỏ, có thể chỉ bố chí một lớp sàng trước khi nguyên liệu vào vừa chứa tạm thời là đủ . Những yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất làm sạch nguyên liệu gồm : + Độ tạp chất + Đặc tính của tạp chất + Kích thước lỗ sàng + Năng suất của thiết bị + Độ dốc của mặt sàng Sau khi làm sạch , nguyên liệu phải đảm bảo các yêu cầu sau đây : + Tạp chất lớn : không có + Tạp chất khoáng (các loại ): không quá 0.25% + Tạp chất hữu cơ : không quá 0.4% + Sâu mọt : không quá 0.25% 2- Nghiền nguyên liệu Phần lớn các cấu tử dùng trong công nghiệp thức ăn gia súc thường khác nhau về tính chất vật lý, cũng như về mức độ chuẩn bị cho sản xuất thức ăn. Nguyên liệu được chia làm 3 loại : + Nguyên liệu dạng bột ( cám, bột lương thực và các loại bột khác ) không cần phải tiếp tục nghiền nữa. + Nguyên liệu hạt ( hạt lương thực, hạt đậu .....) cần phải được nghiền nhỏ thành bột. + Nguyên liệu dạng cục (khô dầu, phấn, bắp ngô ..) phải được đập sơ bộ và nghiền nhỏ . Mức độ nghiền các sản phẩm làm thức ăn hỗn hợp cho gia súc phụ thuộc vào loại và tuổi của con vật. Và phải nghiền đến độ nhỏ có thể đảm bảo trộn đều các cấu tử thành phần. Ngoài ra, thức ăn đã nghiền nhỏ sẽ tốn ít năng lượng khi nhào và nấu cũng nhanh ( nếu cần ). Nghiền đúng yêu cầu về độ nhỏ sẽ tạo điều kiện tiêu hoá cao nhất các chất dinh dưỡng có trong thức ăn hỗn hợp. Trong công nghiệp thức ăn gia súc, thường các cấu tử rời được nghiền bằng máy nghiền búa, các nguyên liệu dạng cục được nghiền bằng máy nghiền trục răng lớn, nguyên liệu dạng bột được làm nhỏ bằng máy nghiền đôi trục hoặc nghiền búa. Máy nghiền búa được coi là máy nghiền có tác dụng vạn năng vì nó có thể dùng để nghiền các loại nguyên liệu của công nghiệp chế biến thức ăn gia súc. Cấu tạo của máy nghiền búa tương đối đơn giản, sản phẩm nghiền bị nóng lên rất ít. Độ ẩm của nguyên liệu hạt ảnh hưởng rõ rệt đến hiệu suất làm việc của máy nghiền búa. Nguyên liệu ẩm làm giảm năng suất của máy, tăng tiêu hao năng lượng do trở lực của nguyên liệu trong máy tăng lên. Để hạn chế sự giảm các chi tiêu kinh tế kỹ thuật của xí nghiệp thì không nên nghiền lẫn các các nguyên liệu có độ ẩm không giống nhau. Nguyên liệu nào có độ ẩm cao cần phải để riêng ra để làm khô. Sau khi nghiền, độ ẩm của sản phẩm có giảm đi đôi chút so với nguyên liệu. Nếu độ ẩm của hạt khoảng 14,0 - 14,5% thì sau khi nghiền độ ẩm của bột còn khoảng 13,8 - 14.2%. Nếu độ ẩm của hạt khoảng 20% thì trong quá trình nghiền độ ẩm của sản phẩm giảm đi khoảng 1,2 - 1,4%. Trong quá trình nghiền, nhiệt độ của sản phẩm tăng lên hạt càng ẩm thi nhiệt độ càng tăng nhiều. Hạt có độ ẩm bình thường thì trong khi nghiền nhiệt độ tăng lên khoảng 100C. Để nâng cao năng suất của máy nghiền giảm tiêu hao năng lượng, tránh được hiện tượng tắc lỗ sàng của máy, đẩy được khí ẩm trong nguyên liệu ra và giảm nhiệt độ của sản phẩm, người ta thường cho thổi không khí vào máy nghiền. Máy nghiền thông thường. Tất cả các dạng nguyên liệu rời hoặc cục đều phải được nghiền nhỏ đến mức độ qui định tuỳ từng loại thức ăn . Nguyên liệu hạt được nghiền sau khi đã làm sạch sơ bộ. Để đảm bảo sử dụng hết công suất của máy thì phải cho nguyên liệu vào máy đều và liên tục. Nguyên liệu khoáng ( muối, phấn, vỏ sò ....) được nghiền thẳng bằng máy nghiền búa hoặc phải đưa qua máy nghiền sơ bộ trước tuỳ thuộc vào độ lớn của nguyên liệu. Nghiền cỏ khô có khó khăn hơn nhiều so với nghiền các loại nguyên liệu khác. Hiệu suất nghiền của máy phụ thuộc và loại cỏ, độ ẩm, độ đồng đều khi cho vào máy .... Loại cỏ ( rơm ) không giống nhau thì cấu tạo và chiều dài của thân lá cũng khác nhau, hàm lượng nước khác nhau, độ đàn hồi khác nhau, trở lực khi nghiền cũng khác nhau. Các nguyên liệu dạng cục thường phải qua nghiền sơ bộ trước khi nghiền nhỏ. Vận chuyển sản phẩm nghiền thường dùng vận chuyển cơ học hoặc khí động học. Vận chuyển bằng phương pháp khí động học được thực hiện trong một chu trình kín. Phương pháp vận chuyện này gọn, năng suất cao tạo điều kiện cho máy nghiền làm việc với hiệu suất cao hơn . Vả lại vận chuyển như vậy thì không gây bụi trong phân xưởng. Thông thường thì các máy nghiền được đặt dưới các vựa tạm chứa, do đó dẫn nguyên liệu vào máy nghiền có thể là ống trượt, vít tải ..... Sản phẩm nghiền xong cũng do ống tự trượt hoặc vít tải .. đưa đi. Độ dốc của ống tự trượt dẫn nguyên liệu vào máy nghiền thường là 45-50 độ. ở máy nghiền ra, các ống tự trượt có độ dốc vào khoảng 55 - 60 độ . 3 - Trộn các cấu tử thành thức ăn hỗn hợp Mục đích trộn các cấu tử là để là để thức ăn có thành phần thống nhất. Độ đồng nhất của thức ăn hỗn hợp đảm bảo cho giá trị dinh dưỡng phân bố đồng đều trong mọi phần của thức ăn. Các cấu tử trong thức ăn mà không phân bố đồng đều thì chẳng những chất lượng của thức ăn bị giảm xuống mà đôi khi còn có hại cho gia súc do ở một phần nào đó tập trung nhiều một cấu tử nào đó có ảnh hưởng đến trạng thái sinh lý của con vật khi hấp thụ cấu tử này quá định mức. Nhất là khi làm giàu thức ăn bằng các chất bổ sung vi lượng thì lại càng phải trộn thật đều . Hiệu suất của quá trình trộn phụ thuộc vào các yếu tố sau đây : + Tính chất lý hoá của các cấu tử thành phần + Độ ẩm của các cấu tử + Tương quan về trọng lượng riên._.