Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Ngành chăn nuôi tại Việt Nam trong giai đoạn công nghiệp hóa – hiện đại hóa có sự chuyển dịch rõ rệt từ chăn nuôi nông hộ nhỏ lẻ sang mô hình trang trại tập trung. Sự gia tăng nhanh chóng về số lượng và quy mô đàn vật nuôi đặt ra yêu cầu cấp thiết đối với nguồn cung thức ăn công nghiệp có chất lượng cao, đồng đều và tối ưu hóa chi phí sản xuất. Trong công nghệ chế biến thức ăn chăn nuôi gia súc, mỗi loài và từng giai đoạn phát triển sinh lý đòi hỏi công thức phối trộn cùng kích thước hạt thành phẩm khác nhau. Trên bình diện công nghiệp tại Việt Nam và thế giới, quy trình sản xuất thức ăn hỗn hợp hoàn chỉnh chủ yếu vận hành theo hai dạng dây chuyền công nghệ nền tảng:

  • Công nghệ 1: Cân định lượng – Nghiền – Trộn.
  • Công nghệ 2: Nghiền – Cân định lượng – Trộn.

Tập đoàn DABACO Việt Nam là một trong những đơn vị sản xuất thức ăn chăn nuôi quy mô lớn, vận hành đồng thời cả hai mô hình công nghệ này tại các nhà máy trực thuộc. Để làm rõ đặc điểm kỹ thuật và hiệu quả vận hành giữa hai quy trình, khóa luận tập trung nghiên cứu dòng sản phẩm chuyên biệt dành cho lợn siêu thịt giai đoạn từ 30kg đến khi xuất chuồng.

Mục tiêu nghiên cứu được xác định cụ thể gồm:

  1. Tìm hiểu quy trình công nghệ sản xuất thức ăn chăn nuôi tại nhà máy.
  2. Tìm hiểu về các thông số kỹ thuật máy móc, thiết bị và nguyên lý vận hành.
  3. Phân tích một số chỉ tiêu để đánh giá chất lượng sản phẩm.

Nhiệm vụ (yêu cầu) của đề tài gồm 3 nội dung:

  1. Tìm hiểu được quy trình công nghệ sản xuất thức ăn chăn nuôi tại nhà máy.
  2. Tìm hiểu được các thông số máy móc, thiết bị và nguyên lý vận hành.
  3. Đánh giá được các chỉ tiêu chất lượng của sản phẩm phù hợp với vật nuôi.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Dây chuyền sản xuất thức ăn cho lợn siêu từ 30kg đến xuất chuồng (sản phẩm mã hiệu D-47 tại nhà máy DaBaCo và T-2330 tại nhà máy TopFeeds).
  • Phạm vi nghiên cứu: Hai dây chuyền công nghệ sản xuất thức ăn chăn nuôi tại Công ty Cổ phần Tập đoàn DABACO Việt Nam.
  • Địa điểm và thời gian thực hiện: Nhà máy chế biến thức ăn chăn nuôi cao cấp TopFeeds, Cụm công nghiệp Khắc Niệm, thành phố Bắc Ninh, tỉnh Bắc Ninh; thời gian thực hiện từ tháng 12/2015 đến tháng 05/2016.

Đề tài có ý nghĩa khoa học trong việc hệ thống hóa, đánh giá thực tiễn hai sơ đồ công nghệ sản xuất thức ăn gia súc; đồng thời mang ý nghĩa thực tiễn giúp người học tiếp cận trực tiếp cấu tạo cơ khí, nguyên lý truyền động điện và quy trình kiểm soát chất lượng tại cơ sở sản xuất.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Cơ sở lý thuyết về nguyên liệu và công nghệ thức ăn chăn nuôi

Khóa luận tổng quan các nhóm nguyên liệu chính dùng trong công nghệ chế biến thức ăn cho lợn:

  • Nhóm giàu năng lượng: Ngô (năng lượng trao đổi đạt 3,3 Mcal/kg đối với gia cầm, là nguyên liệu chuẩn để so sánh), cám gạo (chứa 11–13% protein thô, 10–15% lipid thô, 8–9% xơ thô, 9–10% khoáng tổng số, giàu vitamin B1, B6, biotin), tấm lúa gạo, sắn củ (chứa linamarin có khả năng giải phóng axit xianhydric HCN; sắn ngọt có hàm lượng độc tố <0,01%, sắn đắng từ 0,02–0,03% trong vật chất khô; phương pháp nấu 72°C trong 15 phút giải thoát 90% HCN tự do), kiều mạch.
  • Nhóm giàu protein thực vật và động vật: Đậu tương (khoảng 50% protein thô, 16–21% lipid, năng lượng trao đổi 3350–3400 kcal ME/kg), khô dầu đậu tương (loại ép có độ ẩm <10%, protein thô >42%, chất béo ≤8%, xơ <5,8%; loại chiết ly đạt protein 44–48%), bột thịt xương (60–70% protein đối với bột thịt, 45–50% protein đối với bột xương, mỡ trung bình 9%), bột cá (protein ≥50%, giàu khoáng Ca, P, vitamin A, D, B1, B12), các axit amin công nghiệp bổ sung (L-lysine, DL-methionine).
  • Nhóm chất khoáng và phụ gia: Khoáng đa lượng (Ca, P, Na, Cl, Mg, K bổ sung qua bột đá, bột vỏ sò, dicanxi photphat DCP, monocanxi photphat MCP), premix khoáng vi lượng (Zn, Cu, Fe, Mn, I), premix vitamin và kháng sinh (điển hình là Biovit 40 chứa biomycine 40 g/kg cùng vitamin nhóm B); chất chống mốc Mycofix Plus (hãng Bayer); chất chống oxy hóa BHA ($C_{11}H_{12}O_6$); các enzyme công nghiệp (amylase, maltase, protease, beta-glucanase, phytase); chất tạo màu và tạo hương.

Phương pháp nghiên cứu

Tác giả kết hợp phương pháp thu thập tài liệu kỹ thuật, khảo sát thực địa và trực tiếp tham gia sản xuất trên dây chuyền để ghi nhận thông số điều khiển, truyền động cơ điện. Việc kiểm tra các chỉ tiêu cơ lý và hóa học của bán thành phẩm, thành phẩm được tiến hành theo các phương pháp chuẩn:

  • Xác định độ đồng đều sản phẩm ($CV$ %): Chuẩn độ ion $Cl^-$ của muối NaCl bằng dung dịch bạc nitrat $AgNO_3$ 0,1N sau khi nung mẫu ở 500°C trong 1 giờ; tính toán độ lệch chuẩn ($SD$) và hệ số biến thiên ($CV$).
  • Xác định kích cỡ hạt buồng trộn: Sàng cơ học qua hệ thống rây phân loại đường kính lỗ 3,0 mm; 2,0 mm; 1,5 mm; 1,0 mm; 0,7 mm; 0,5 mm và đáy hứng từ 1 kg mẫu bán thành phẩm.
  • Phân tích độ cứng viên: Đo lực ép phá hủy viên thức ăn trên máy đo độ cứng chuyên dụng (đơn vị Newton - N) trên 15 mẫu đại diện (5 viên ngắn, 5 viên trung bình, 5 viên dài) rồi tính trung bình số học.
  • Phân tích chỉ số độ bền viên (PDI): Sử dụng thiết bị đo độ bền với 0,5 kg cám viên thành phẩm, quay trong thời gian 10 phút ở vận tốc 60 vòng/phút, sàng tách lượng bột rơi vỡ để tính tỷ lệ % bột và % độ bền.
  • Xác định độ ẩm: Sấy mẫu trong tủ sấy ở nhiệt độ 105°C đến khối lượng không đổi.
  • Xác định protein thô: Phương pháp Kjeldahl, vô cơ hóa mẫu bằng axit $H_2SO_4$ đậm đặc ($d = 1,84$) với xúc tác $CuSO_4 : K_2SO_4 : Se$ (tỷ lệ 10:100:2) ở 330–380°C, đẩy amoniac bằng $NaOH$ 40%, chưng cất vào dung dịch đệm axit boric $H_3BO_3$ 4%, chuẩn độ bằng $H_2SO_4$ 0,1N với chỉ thị Tasiro (chuyển từ xanh lục sang tím ở pH = 5,5), nhân hệ số chuyển đổi 6,25.
  • Xác định chất béo thô: Chiết hồi lưu Soxhlet bằng dung môi ete dầu hỏa (nhiệt độ sôi 40–60°C) trong 45–60 phút, sấy cắn mỡ ở 100–105°C trong 30 phút rồi cân khối lượng.
  • Xác định xơ thô (xenluloze): Thủy phân lần lượt bằng dung dịch axit $H_2SO_4$ 1,25% và kiềm $KOH$/$NaOH$ 1,25% trong 30 phút, lọc rửa bằng nước cất nóng, cồn và ete, sấy khô ở 105°C rồi nung ở 550°C để xác định lượng mất đi do tro hóa.
  • Xác định canxi: Tro hóa mẫu theo tiêu chuẩn TCVN 1525-86, chuẩn độ ion canxi bằng dung dịch Trilon B 0,02N với chỉ thị Fluorexon ở môi trường kiềm mạnh pH 13–13,5 ($KOH$ 20%), nhận diện điểm tương đương khi dung dịch đổi từ xanh lá mạ sang hồng.
  • Xác định photpho: Tro hóa mẫu theo TCVN 1525-86, tạo phức màu phospho-vanado-molipdat trong môi trường $HNO_3$ (1:2), đo mật độ quang trên máy quang trắc FEK-60 ở bước sóng 450–460 nm với cuvet 10 mm, suy ra hàm lượng từ đường chuẩn.

Nội dung chính theo từng chương

PHẦN I: MỞ ĐẦU

Chương này phân tích tổng quan bối cảnh phát triển của ngành chăn nuôi Việt Nam trong thời kỳ công nghiệp hóa, nhấn mạnh yêu cầu chuyển giao công nghệ và hiện đại hóa sản xuất thức ăn gia súc. Tác giả chỉ rõ đặc thù sản xuất thức ăn hỗn hợp phải đáp ứng chính xác nhu cầu dinh dưỡng theo giống và giai đoạn thể trọng của lợn. Trên cơ sở đó, luận văn xác định mục đích, các yêu cầu kỹ thuật cần đạt được cùng ý nghĩa khoa học và thực tiễn của việc so sánh hai dây chuyền sản xuất tại Tập đoàn DABACO Việt Nam.

PHẦN II: TỔNG QUAN TÀI LIỆU

Chương II trình bày có hệ thống về cơ sở thực tập và ngành công nghiệp thức ăn chăn nuôi:

  • Lịch sử hình thành và cơ cấu Tập đoàn DABACO Việt Nam: Tiền thân là Công ty Nông sản Bắc Ninh thành lập theo Quyết định số 1316 QĐ/CT ngày 10/8/2004 của UBND tỉnh Bắc Ninh, vốn điều lệ 254 tỷ đồng. Dây chuyền sản xuất đạt tiêu chuẩn quản lý chất lượng quốc tế ISO 9001:2000. Doanh thu năm 2007 đạt hơn 965 tỷ đồng; tổng tài sản đến năm 2010 đạt 619,655 tỷ đồng; vốn chủ sở hữu đạt 140,854 tỷ đồng. Mô hình quản lý gồm Ban Giám đốc, các phòng chức năng (Hành chính, Bán hàng, Kế toán, Vật tư) cùng Tổ cơ điện và Bộ phận sản xuất trực tiếp.
  • Tình hình sản xuất thức ăn chăn nuôi: Sản lượng toàn cầu năm 2011 đạt 873 triệu tấn; trong đó Châu Á dẫn đầu với 305 triệu tấn (Trung Quốc đạt 175,4 triệu tấn), tiếp theo là Châu Âu 200 triệu tấn, Bắc Mỹ 185 triệu tấn, Mỹ Latinh 125 triệu tấn. Tại Việt Nam, xu hướng giảm dần các cơ sở quy mô nhỏ dưới 5.000 tấn/năm (từ 145 cơ sở năm 2005 xuống 122 cơ sở năm 2006) và gia tăng các nhà máy quy mô vừa và lớn trên 5.000 tấn/năm (từ 104 lên 119 nhà máy).
  • Cơ sở lý thuyết dinh dưỡng và đặc tính kỹ thuật của các nhóm nguyên liệu sản xuất thức ăn hỗn hợp: Giá trị dinh dưỡng, độc tố tự nhiên, chỉ tiêu cơ lý và phương pháp xử lý nhiệt ẩm đối với nguyên liệu giàu năng lượng, protein thực vật/động vật, khoáng, vitamin, enzyme và chất phụ gia.

PHẦN III: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Chương III xác định địa điểm nghiên cứu tại Nhà máy TopFeeds (KCN Khắc Niệm, Bắc Ninh), khung thời gian nghiên cứu (tháng 12/2015 – 05/2016). Chương này mô tả các bước tiến hành công việc: từ thu thập số liệu thiết kế, nghiên cứu sơ đồ nguyên lý điện – cơ học, phân tích cấu tạo thiết bị đến quy trình vận hành trực tiếp. Tác giả trình bày chi tiết nguyên tắc phản ứng, dụng cụ, hóa chất, trình tự thao tác và công thức tính toán toán học cho 10 phương pháp đánh giá chất lượng sản phẩm (độ đồng đều, phân bố cỡ hạt, độ cứng, độ bền PDI, độ ẩm, protein thô Kjeldahl, chất béo thô Soxhlet, xơ thô, canxi và photpho).

PHẦN IV: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

Chương IV là nội dung cốt lõi của khóa luận, phản ánh kết quả nghiên cứu thực tế qua các khía cạnh:

1. Khảo sát quy trình công nghệ tại hai nhà máy

  • Quy trình tại Nhà máy DaBaCo (Công nghệ I: Cân định lượng – Nghiền – Trộn): Nguyên liệu thô sau khi nhập kho, phân loại (kho thường, xilô hạt, kho lạnh phụ gia/vitamin) được nạp vào sản xuất qua băng tải, gầu tải, vít tải. Nguyên liệu chạy qua sàng phân loại có đường kính mắt sàng 3 cm để loại rơm rác, tạp chất lớn; sau đó chuyển lên các thùng chứa nguyên liệu thô (được đánh số 1, 2, 3...). Máy vi tính điều khiển cân định lượng theo mẻ công thức 2,5 tấn. Hỗn hợp nguyên liệu thô được đưa vào máy trộn sơ bộ, qua thiết bị lọc sắt từ dạng nam châm để bảo vệ máy nghiền búa, tiến hành nghiền chung các cấu tử. Bột sau nghiền đưa vào máy trộn chính; tại đây nạp bổ sung premix vi lượng bằng cân điện tử ngoài và bơm định lượng dầu mỡ tự động. Hỗn hợp được đưa sang máy trộn phun rỉ mật đường, qua van 2 ngả để chuyển sang đóng bao dạng bột hoặc đưa sang thùng chứa cấp cho máy ép viên, làm mát đối lưu bằng quạt hút, sàng phân loại viên (bột lọt sàng hồi lưu ép lại), chứa vào xilô thành phẩm, cân đóng bao định lượng (5 kg, 25 kg, 40 kg), khâu miệng bao và lưu kho.
  • Quy trình tại Nhà máy TopFeeds (Công nghệ II: Nghiền – Cân định lượng – Trộn): Nguyên liệu hạt (ngô, đỗ tương) từ kho/xilô được sàng loại tạp chất (>3 cm) và qua nam châm vĩnh cửu tách kim loại rồi đưa thẳng lên các thùng chứa của máy nghiền. Từng loại nguyên liệu được nghiền riêng biệt với kích cỡ sàng thích hợp, bột sau nghiền chuyển bằng gầu tải, vít tải lên hệ thống xilô chứa nguyên liệu bột riêng biệt. Tại đây, hệ thống cân định lượng tự động điều khiển bằng máy vi tính mới tiến hành cân từng cấu tử dạng bột cho mẻ trộn 3,0 tấn. Hỗn hợp xả vào máy trộn chính, bổ sung vi lượng, dầu mỡ và cân tự động bổ sung Methionine. Sau khi trộn, hỗn hợp chuyển qua van 2 ngả, bơm bổ sung rỉ mật đường tại máy trộn rỉ mật riêng, đưa vào thùng chứa máy ép viên, làm mát bằng buồng quạt hút đối lưu, sàng phân loại tách bột hồi lưu, cân ra bao (5 kg, 25 kg, 40 kg), khâu bao và xếp kho.

2. So sánh ưu điểm và nhược điểm của hai dây chuyền công nghệ

Tiêu chí Công nghệ I (Nhà máy DaBaCo) Công nghệ II (Nhà máy TopFeeds)
Trình tự công nghệ Cân định lượng $\rightarrow$ Nghiền $\rightarrow$ Trộn Nghiền $\rightarrow$ Cân định lượng $\rightarrow$ Trộn
Quy mô mẻ trộn 2,5 tấn/mẻ 3,0 tấn/mẻ
Ưu điểm - Máy nghiền làm việc ổn định, chỉ cần 1 máy nghiền đáp ứng yêu cầu công nghiệp.
- Nguyên liệu dễ nghiền phụ trợ nguyên liệu khó nghiền (bột đá, sắn lát khô).
- Thuận tiện tổ chức sản xuất, không phải chờ nghiền từng loại.
- Ít phát sinh bụi, xử lý bụi dễ dàng.
- Chi phí đầu tư thấp do ít chủng loại thiết bị.		 - Kích thước hạt sau nghiền của từng nguyên liệu điều chỉnh linh hoạt, chính xác theo lưới sàng.
- Thao tác định lượng các nguyên liệu đã ở dạng bột dễ dàng và có độ chính xác cao hơn.
Nhược điểm - Định lượng nguyên liệu thô ban đầu gặp khó khăn hơn do kích thước không đồng nhất.
- Kích thước hạt sau nghiền của từng loại cấu tử khó điều chỉnh riêng rẽ theo ý muốn.		 - Thường xuyên phải thay lưới sàng cho từng loại nguyên liệu.
- Cần dùng 2 máy nghiền mới đáp ứng công suất; khó nghiền nguyên liệu gây bụi.
- Xử lý bụi khó khăn và tốn kém.
- Phải chờ nghiền đủ các nguyên liệu mới tiến hành cân - trộn, làm gián đoạn tổ chức sản xuất.
- Chi phí đầu tư lớn do nhiều xilô chứa bột và thiết bị trung gian.

3. Khảo sát nguyên lý vận hành và truyền động thiết bị

Khóa luận phân tích cấu tạo cơ khí và mạch điều khiển điện động lực của các khâu chính tại Nhà máy TopFeeds:

  • Khâu nghiền và cấp liệu: Gồm gầu tải 1 (động cơ không đồng bộ 3 pha 2M điều khiển độc lập), máy phá mảnh 2 (động cơ 1M công suất $P = 2,2\text{ kW}$, công tắc tơ KA1), thùng chứa 3 (dung tích $1\text{ m}^3$, không có cảm biến báo mức đầy vơi), bộ cấp liệu 4 (động cơ 14M công suất $P = 1,1\text{ kW}$, điều chỉnh tốc độ qua biến tần BT1), máy nghiền búa 5 (động cơ 11M công suất lớn $P = 45\text{ kW}$, khởi động đổi nối Sao – Tam giác $Y-\Delta$ qua rơ le thời gian KT1 và công tắc tơ KM5), vít tải 6 ($P = 2,2\text{ kW}$), quạt hút bụi 7, thiết bị xả bụi 8, gầu tải 9 ($P = 1,7\text{ kW}$). Đặc tính điều khiển liên động khởi động theo chuỗi bảo vệ: Vít tải 6 $\rightarrow$ Xả bụi 8 $\rightarrow$ Quạt gió 7 $\rightarrow$ Máy nghiền 5. Quá trình dừng do công nhân vận hành điều khiển.
  • Khâu cân và trộn: Cửa xả đáy 11 vận hành bằng kích khí nén qua van điện từ 2TV và rơ le KA4; thùng trộn 12 (động cơ 9M công suất $P = 5,5\text{ kW}$, không có cảm biến mức, vận hành ở 2 chế độ Tự động và Bằng tay qua công tắc K, định thời gian trộn bằng rơ le KT3, KT4); cửa xả 13 vận hành bằng van điện từ 3TV kết nối điều khiển tự động với rơ le KT3; vít tải 14 ($P = 1,5\text{ kW}$); gầu tải 15 ($P = 1,5\text{ kW}$); bộ chia liệu 17 (kích khí nén van 1TV); hai thùng chứa 16 và 19 dung tích $2\text{ m}^3$ (không có cảm biến báo mức). Gầu tải 15 được đấu liên động khởi động sau vít tải 14.
  • Khâu ép viên và sàng phân loại: Bộ cấp liệu 20 ($P = 1,5\text{ kW}$, điều khiển tốc độ qua biến tần BT2); bộ trộn nhiệt ẩm/nấu chín 21 (vận hành bởi 2 động cơ 16M tổng công suất $2 \times 2,2\text{ kW}$, gia nhiệt và tăng ẩm bằng hơi nước bão hòa có áp suất làm việc từ 4,5 đến $5\text{ kg/cm}^2$, tương đương khoảng 5,17 atm); máy ép viên chính 22 (động cơ 12M công suất $P = 50\text{ kW}$, khởi động đổi nối $Y-\Delta$ qua rơ le thời gian KT2); buồng làm nguội đối lưu 24 kết hợp quạt hút 30; sàng phân loại rung 28; gầu tải bột hồi lưu 27.

4. Đánh giá các chỉ tiêu chất lượng sản phẩm

Khóa luận tổng hợp các chỉ tiêu chất lượng của thức ăn hỗn hợp cho lợn siêu 30kg đến xuất chuồng qua các bảng dữ liệu:

  • Độ đồng đều của bán thành phẩm tại buồng trộn và viên thành phẩm: Đánh giá qua hàm lượng NaCl và hệ số biến thiên $CV$.
  • Phân bố kích cỡ hạt sau nghiền: Tỷ lệ phần trăm hạt lọt qua các cỡ mắt sàng (3mm, 2mm, 1,5mm, 1mm, 0,7mm, 0,5mm) chứng minh mức độ nghiền mịn đáp ứng tiêu hóa của lợn thịt.
  • Độ cứng và độ bền cơ lý của viên: Lực phá vỡ trung bình (N) qua máy đo chuyên dụng và chỉ số độ bền PDI (%) sau 10 phút thử nghiệm va đập quay cơ học (đạt yêu cầu hạn chế vỡ vụn khi đóng bao, vận chuyển).
  • Thành phần dinh dưỡng thành phẩm: Hàm lượng độ ẩm, protein thô (Kjeldahl), lipid thô, xơ thô, khoáng tổng số, canxi và photpho đối với hai mẫu thức ăn T-2330 và D-47.

PHẦN V: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

Tổng kết các nội dung khảo sát, khẳng định tính khả thi và phạm vi ứng dụng của từng mô hình công nghệ trong điều kiện sản xuất công nghiệp tại Việt Nam, đề xuất các giải pháp nâng cao hiệu quả kỹ thuật tại các nhà máy.

Kết quả và đóng góp

Khóa luận đã ghi nhận và đối sánh được các thông số công nghệ và kỹ thuật vận hành cụ thể giữa hai nhà máy:

  • Quy mô phối trộn: Dây chuyền DaBaCo vận hành mẻ trộn 2,5 tấn, trong khi dây chuyền TopFeeds vận hành mẻ trộn lớn hơn đạt 3,0 tấn.
  • Khâu ép viên: Hỗn hợp bột trước khi ép viên được hồ hóa, gia nhiệt và làm mềm trong bộ nấu (2 động cơ $2,2\text{ kW}$) bằng hơi nước bão hòa duy trì ở dải áp suất từ 4,5 đến $5\text{ kg/cm}^2$ (khoảng 5,17 atm); máy ép viên chính trang bị động cơ công suất $50\text{ kW}$ khởi động Sao – Tam giác; máy nghiền búa chính sử dụng động cơ $45\text{ kW}$.
  • Phương thức điều khiển: Hệ thống đã thiết lập được mạch điều khiển liên động tuần tự bảo vệ thiết bị (vít tải $\rightarrow$ xả bụi $\rightarrow$ quạt gió $\rightarrow$ máy nghiền tại khâu nghiền; vít tải $\rightarrow$ gầu tải tại khâu trộn); ứng dụng biến tần điều khiển vô cấp tốc độ cấp liệu (BT1 cho cấp liệu nghiền $1,1\text{ kW}$, BT2 cho cấp liệu ép viên $1,5\text{ kW}$).
  • Về mặt đóng góp: Khóa luận chỉ rõ trong điều kiện nguyên liệu tại Việt Nam (nhiều cấu tử xơ, bột đá khó nghiền), dây chuyền Công nghệ I (Cân – Nghiền – Trộn) thể hiện ưu thế vượt trội về chi phí đầu tư ban đầu, khả năng kiểm soát bụi phát tán và tính liên tục trong khâu tổ chức sản xuất. Ngược lại, Công nghệ II (Nghiền – Cân – Trộn) tuy đòi hỏi vốn đầu tư lớn và xử lý bụi phức tạp nhưng cho phép kiểm soát kích thước hạt riêng biệt của từng nguyên liệu tối ưu hơn, nâng cao độ chính xác khi cân định lượng dạng bột.

Tác giả đề xuất các giải pháp kỹ thuật:

  • Cần nghiên cứu bổ sung hệ thống cảm biến báo mức đầy – vơi (level sensors) tự động cho các thùng chứa trung gian (thùng chứa nguyên liệu nghiền $1\text{ m}^3$, thùng chứa sau trộn $2\text{ m}^3$) nhằm tránh hiện tượng tràn phễu hoặc tắc nghẽn cục bộ.
  • Lắp đặt thêm cảm biến giám sát vị trí cho bộ chia liệu kích khí nén để đảm bảo chính xác vị trí cấp liệu vào các thùng chứa bột.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Khóa luận tự xác định các hạn chế do điều kiện thực hiện:

  • Hạn chế về thời gian thực tập và trình độ chuyên môn của sinh viên nên chưa thể khảo sát toàn diện và sâu sát tất cả các cụm thiết bị cơ điện thực tế tại đơn vị.
  • Nghiên cứu giới hạn phạm vi khảo sát trên 2 dây chuyền công nghệ đối với một nhóm sản phẩm chuyên biệt (thức ăn cho lợn siêu từ 30kg đến xuất chuồng) trong khoảng thời gian từ tháng 12/2015 đến tháng 05/2016, chưa mở rộng so sánh trên các đối tượng thức ăn cho gia cầm, thủy sản hoặc thức ăn lợn con tập ăn (vốn đòi hỏi chế độ ép đùn/nở phức tạp hơn).
  • Hệ thống thiết bị tại cơ sở khảo sát còn thiếu các thiết bị cảm biến giám sát mức tự động và cảm biến vị trí hành trình, khiến một số công đoạn dừng máy vẫn phải phụ thuộc hoàn toàn vào thao tác thủ công của công nhân vận hành.

Hướng nghiên cứu tiếp được gợi mở: Nghiên cứu tích hợp hệ thống cảm biến đo lường tự động hóa hoàn toàn trên toàn bộ các bin chứa trung gian; đánh giá sâu hơn về chi phí điện năng tiêu thụ trên một tấn sản phẩm giữa hai mô hình công nghệ.

Giá trị tham khảo

Khóa luận là nguồn tài liệu thực tế hữu ích cho:

  • Sinh viên chuyên ngành Công nghệ thực phẩm, Công nghệ sau thu hoạch, Chăn nuôi – Dinh dưỡng thức ăn gia súc: Tham khảo phương pháp xây dựng quy trình sản xuất thực phẩm chăn nuôi công nghiệp, các chỉ tiêu phân tích kiểm nghiệm hóa lý (Kjeldahl, Soxhlet, chuẩn độ Trilon B, đo quang FEK-60).
  • Sinh viên và kỹ sư ngành Cơ khí chế biến nông sản, Cơ điện tử, Tự động hóa: Tham khảo sơ đồ nguyên lý truyền động điện, lựa chọn công suất động cơ, thiết kế chuỗi điều khiển liên động khởi động bảo vệ và tích hợp biến tần điều khiển cấp liệu.
  • Kỹ sư vận hành và cán bộ quản lý kỹ thuật tại các nhà máy sản xuất thức ăn chăn nuôi: Tham khảo các tiêu chí so sánh ưu – nhược điểm giữa hai mô hình dây chuyền (Cân – Nghiền – Trộn và Nghiền – Cân – Trộn) để định hướng cải tiến dây chuyền hoặc lập phương án đầu tư mới.

Câu hỏi thường gặp

1. Khóa luận nghiên cứu trên dòng sản phẩm cụ thể nào và sản xuất tại đâu?
Khóa luận nghiên cứu dây chuyền sản xuất thức ăn cho lợn siêu thịt giai đoạn từ 30kg đến xuất chuồng, với hai mã sản phẩm cụ thể là D-47 sản xuất tại Nhà máy DaBaCo và T-2330 sản xuất tại Nhà máy chế biến thức ăn chăn nuôi cao cấp TopFeeds (thuộc Cụm công nghiệp Khắc Niệm, TP. Bắc Ninh, tỉnh Bắc Ninh).

2. Điểm khác biệt cốt lõi nhất về trình tự công nghệ giữa Nhà máy DaBaCo và Nhà máy TopFeeds là gì?
Nhà máy DaBaCo sử dụng Công nghệ I theo quy trình: Cân định lượng $\rightarrow$ Nghiền chung các cấu tử $\rightarrow$ Trộn (mẻ trộn 2,5 tấn). Nhà máy TopFeeds sử dụng Công nghệ II theo quy trình: Nghiền riêng rẽ từng nguyên liệu hạt $\rightarrow$ Đưa lên xilô bột $\rightarrow$ Cân định lượng $\rightarrow$ Trộn (mẻ trộn 3,0 tấn).

3. Động cơ máy nghiền búa và máy ép viên trong dây chuyền có công suất bao nhiêu và khởi động bằng phương pháp nào?
Máy nghiền búa 5 sử dụng động cơ không đồng bộ 3 pha công suất $45\text{ kW}$; máy ép viên chính 22 sử dụng động cơ không đồng bộ 3 pha công suất $50\text{ kW}$. Cả hai động cơ công suất lớn này đều sử dụng phương pháp khởi động đổi nối Sao – Tam giác ($Y-\Delta$) thông qua rơ le thời gian (KT1 cho máy nghiền, KT2 cho máy ép viên).

4. Khâu nghiền và cấp liệu có nguyên tắc điều khiển liên động khởi động như thế nào?
Các thiết bị trong khâu nghiền tại Nhà máy TopFeeds được đấu nối điều khiển liên động bắt buộc theo thứ tự khởi động tuần tự: Vít tải 6 $\rightarrow$ Thiết bị xả bụi 8 $\rightarrow$ Quạt gió hút bụi 7 $\rightarrow$ Máy nghiền 5. Quá trình dừng không theo chuỗi tự động mà do công nhân vận hành quyết định.

5. Áp suất hơi nước và công suất động cơ ở bộ phận nấu chín trước khi ép viên là bao nhiêu?
Bộ nấu 21 trong khâu ép viên được truyền động bởi 2 động cơ không đồng bộ 3 pha công suất $2 \times 2,2\text{ kW}$. Quá trình gia nhiệt và tăng ẩm làm chín bán thành phẩm sử dụng hơi nước bão hòa với áp suất làm việc duy trì từ 4,5 đến $5\text{ kg/cm}^2$ (khoảng 5,17 atm).

Kết luận

Khóa luận của tác giả Nguyễn Thị Thuỳ Linh đã hệ thống hóa và làm sáng tỏ sự khác biệt về quy trình công nghệ, cấu tạo thiết bị cơ điện và nguyên lý điều khiển giữa hai sơ đồ sản xuất thức ăn chăn nuôi phổ biến tại Tập đoàn DABACO Việt Nam. Kết quả nghiên cứu chỉ rõ ưu thế về tính ổn định, dễ xử lý bụi và tiết kiệm chi phí đầu tư của dây chuyền Cân – Nghiền – Trộn đối với điều kiện sản xuất thực tế, đồng thời phân tích rõ khả năng kiểm soát kích thước hạt chính xác của dây chuyền Nghiền – Cân – Trộn. Toàn bộ các thông số kỹ thuật máy móc, nguyên tắc điều khiển liên động và quy trình phân tích kiểm nghiệm chất lượng được thu thập, xử lý một cách minh bạch, đáp ứng đầy đủ yêu cầu của một đồ án tốt nghiệp đại học chuyên ngành Công nghệ thực phẩm.