Tài liệu Nghiên cứu thiết kế, chế tạo máy ép rơm cỏ khô làm thức ăn dự trữ cho trâu bò

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHIỆP VÀ XÂY DỰNG BÁO CÁO TỔNG HỢP KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Đề tài: NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÁY ÉP RƠM CỎ KHÔ LÀM THỨC ĂN DỰ TRỮ CHO TRÂU BÒ Mã số: 088.12 RD Cơ quan chủ quản: Bộ Công Thương Cơ quan chủ trì đề tài: Trường CĐ Công nghiệp và Xây dựng Chủ nhiệm đề tài: ThS. Đỗ Minh Chiến 9800 NĂM 2012 BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHIỆP VÀ XÂY DỰNG BÁO CÁO TỔNG HỢP KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Đề tài: NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÁY ÉP RƠM CỎ KHÔ LÀM THỨC ĂN DỰ TRỮ CHO TRÂU BÒ Mã số: 088.12 RD HIỆU TRƯỞNG Chủ nhiệm đề tài Đỗ Minh Chiến DANH SÁCH CÁC THÀNH VIÊN THỰC HIỆN ĐỀ TÀI TT Họ và tên Học vị, học hàm chuyên môn Cơ quan 1 Hoàng Minh Thuận ThS Trường CĐ Công nghiệp và XD 2 Mạc Diên Thiện KS -nt- 3 Lê Văn Lợi ThS -nt- 4 Đào Minh Toàn CN -nt- 5 Trần Như Khuyên PGS.TS Trường ĐH Nông nghiệp Hà Nội 6 Trần Như Khánh ThS -nt- 7 Nguyễ Thị Hương ThS -nt- 8 Phạm Thế Vinh ThS Trường CĐN Nam Định 9 Nguyễn Cao Kình KS CN Công ty CP Bông miền Bắc i MỤC LỤC Mục lục..............................................................................................................ii Danh mục bảng................................................................................................. iv Danh mục hình .................................................................................................. v MỞ ĐẦU........................................................................................................... 1 Chương 1 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ...................................................... 3 1.1 ĐẶC ĐIỂM CỦA MỘT SỐ LOẠI THỨC ĂN RƠM RẠ .................. 3 1.1.1 Vị trí của thức ăn rơm rạ trong chăn nuôi............................................. 3 1.1.2 Thành phần hoá học và giá trị dinh dưỡng của rơm rạ ......................... 3 1.1.3 Một số loại thức ăn rơm rạ thường dùng trong chăn nuôi .................... 4 1.2 QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN THỨC ĂN RƠM RẠ........... 6 1.2.1 Chế biên thức ăn rơm rạ theo phương pháp cơ lý................................. 7 1.2.2 Chế biến thức ăn rơm rạ theo phương pháp sinh học ........................... 8 1.2.3 Chế biến thức ăn thức ăn rơm rạ theo phương pháp hoá học ............ 11 1.3 YÊU CẦU CÔNG NGHỆ CỦA QUÁ TRÌNH ÉP ............................ 12 1.4 TÌNH HìNH SỬ DỤNG RƠM RẠ LÀM THỨC ĂN CHĂN NUÔI Ở TRONG NƯỚC ................................................................... 13 1.5 YÊU CẦU CÔNG NGHỆ CỦA QUÁ TRÌNH ÉPError! Bookmark not defined 1.6 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG MÁY ÉP RƠM CỎ KHÔ Ở TRÊN THẾ GIỚI VÀ TRONG NƯỚC ........................ 14 1.6.1 Liên hợp máy thu gom và ép cỏ.......................................................... 15 1.6.2 Các loại máy ép rơm tĩnh tại............................................................... 17 1.6 PHÂN TÍCH, LỰA CHỌN NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC MÁY ÉP RƠM, CỎ KHÔ .................................................................................. 20 1.7 MỤC ĐÍCH VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI .......... 21 1.7.1 Mục đích nghiên cứu........................................................................... 21 ii 1.7.2 Nhiệm vụ nghiên cứu.......................................................................... 21 Chương 2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................. 22 2.1 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU ............................................................ 22 2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...................................................... 25 2.2.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết ..................................................... 25 2.2.2 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm ............................................... 26 2.2.3 Phương pháp xác định một số thông số của quá trình ép .................. 27 2.2.4 Phương pháp xử lý và gia công số liệu thực nghiệm.......................... 29 Chương 3 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC BỘ PHẬN CHÍNH MÁY ÉP .... 32 3.1 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ PHẬN ÉP............................................ 32 3.1.1 Phương trình cơ bản của quá trình nén ép .......................................... 32 3.1.2 Xác định các thông số cơ bản của bộ phận ép .................................... 35 3.2 TÍNH TOÁN THIẾT BỊ THỦY LỰC CỦA MÁY ÉP ...................... 38 3.2.1 Lựa chọn sơ đồ nguyên lý kết cấu thiết bị thuỷ lực............................ 39 3.2.2 Tính toán thê tích của bình tích áp và lưu lượng của bơm ................. 40 3.2.3 Tính toán hệ thống nạp, bơm và xi lanh thủy lực ............................... 41 Chương 4 KHẢO NGHIỆM XÁC ĐỊNH CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ KỸ THUẬT CỦA MÁY ÉP............................................................... 44 4.1 Kết quả xác định một số tính chất cơ - lý của nguyên liệu ép ............ 44 4.2 Kết quả nghiên cứu thực nghiệm ........................................................ 45 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ............................................................................. 49 1 Kết luận ............................................................................................... 51 3 Đề nghị ................................................................................................ 51 MỘT SỐ HÌNH ẢNH THỰC NGHIỆM........................................................ 53 TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................... 55 PHỤ LỤC........................................................................................................ 56 iii DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Thành phần hoá học của một số rơm rạ chính................................ 4 Bảng 4.1a Hệ số ma sát của rơm khô với các loại vật liệu khác.................... 44 Bảng 4.1b Hệ số ma sát của cỏ khô (cỏ Voi) với các loại vật liệu khác........ 44 Bảng 4.2 Xác định khối lượng thể tích của rơm .......................................... 45 Bảng 4.3 Ảnh hưởng hành trình của bàn ép h (cm) ..................................... 46 Bảng 4.4 Ảnh hưởng của độ ẩm vật liệu ép W (%) ..................................... 48 iv DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Đồ thị nhiệt của quá trình ủ lạnh .................................................... 9 Hình 1.2 Sơ đồ qui trình công nghệ chế biến thức ăn rơm rạ theo phương pháp sinh học ................................................................... 10 Hình 1.3 Sơ đồ qui trình chế biến thức ăn rơm rạ theo phương pháp hoá học .......................................................................................... 12 Hình 1.6 Một số hình ảnh đốt rơm rạ trên cánh đồng [12].......................... 14 Hình 1.7 Các liên hợp máy thu gom và ép bánh rơm, cỏ khô (Hà Lan) ... 15 Hình 1.8 Các liên hợp máy thu gom và ép bánh rơm, cỏ khô (Nhật Bản) ..... 16 Hình 1.9 Liên hợp máy thu và ép cỏ kiểu trục ép........................................ 17 Hình 1.10 Máy ép rơm cỏ ΠCM-5,0A (Liên xô cũ)...................................... 18 Hình 1.11 Máy ép rơm cỏ khô ERC-1,0 (Việt Nam) .................................... 19 Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lý cấu tạo máy ép rơm cỏ khô ERC-10 ................. 22 Hình 2.2 Máy ép rơm cỏ khô ERC-10......................................................... 23 Hình 2.3 Thiết bị đo độ ẩm SARTARIUS – MA45 .................................... 27 Hình 3.1 Đồ thị phân bố áp suất trong khuôn ép có đáy cố định ................ 33 Hình 3.2 Sơ đồ nguyên lý kết cấu hệ thống thủy lực có bình tích áp.......... 39 Hình 3.3 Đồ thị lực đặc trưng cho quá trình ép ........................................... 42 Hình 4.1 Đồ thị ảnh hưởng hành trình của bàn ép h (cm) .......................... 47 Hình 4.2 Đồ thị ảnh hưởng của độ ẩm ban đầu vật liệu ép W (%)............. 49 v MỞ ĐẦU Trong sản xuất nông nghiệp ở Việt Nam, phụ phế phẩm sau khi thu hoạch bao gồm rất nhiều loại với khối lượng rất lớn như: rơm, thân cây ngô, lạc, đỗ tương,... Theo số liệu thống kê của Bộ Nông nghiệp và phát triển Nông thôn, lượng phụ phẩm sau khi thu hoạch đối với lúa khoảng gần 80 triệu tấn, ngô khoảng 10 triệu tấn, đỗ tương khoảng 3,5 triệu tấn, lạc khoảng 1,5 triệu tấn,... Trước kia, lượng phụ phẩm này thường được xử lý bằng cách phơi khô làm nguồn thức ăn dự trữ cho trâu bò, làm chất đốt sinh hoạt trong các hộ gia đình. Thực tế hiện nay lượng phụ phẩm trên được làm khô để chế biến thức ăn chăn nuôi rất ít do chưa có qui trình công nghệ thu gom, bảo quản và dự trữ nên sản phẩm thường bị hư hỏng nhanh, không đảm bảo chất lượng thức ăn, việc sử dụng chúng làm chất đốt trong gia đình chỉ còn tồn tại ở một số nơi, chủ yếu là những vùng dân nghèo, miền núi. Vì vậy, phần lớn lượng phụ, phế phẩm trên được xử lý bằng cách thiêu huỷ trên các bờ ruộng, kênh mương, đường giao thông thậm chí có nhiều nơi tiến hành thiêu huỷ ngay trên mặt đồng, vừa làm ô nhiễm môi trường vừa phá huỷ cấu trúc của đất và hệ vi sinh vật trong đất. Việc nghiên cứu công nghệ và hệ thống thiết bị thu gom bảo quản và chế biến rơm rạ thành thức ăn chăn nuôi là một trong những giải pháp tích cực để để tăng nguồn thức ăn chăn nuôi, đặc biệt thức ăn dự trữ cho trâu bò về mùa đông, góp phần giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Trong quy trình công nghệ thu gom bảo quản và chế biến rơm cỏ khô, ép bánh là khâu quan trọng nhất, quyết định đến chất lượng thức ăn và thời hạn bảo quản. Tuy nhiên, rơm cỏ khô ở trạng thái tự nhiên có tỷ trọng bé, chiếm chỗ 1 lớn gây khó khăn trong việc vận chuyển và bảo quản. Vì vậy, việc ép rơm cỏ khô thành bánh để giảm thể tích, tăng khối lượng riêng là giải pháp tích cực để tận dụng thuận lợi cho việc vận chuyển và bảo quản. Vấn đề cấp bách mà thực tế đặt ra cần phải giải quyết là có một mẫu máy có thể đáp ứng được nhu cầu về đóng bánh rơm- cỏ khô, nhưng máy phải có kết cấu gọn nhẹ, dễ vận chuyển (đến nơi có nguyên liệu) phù hợp với loại hình, quy mô sản xuất nhỏ nhờ vậy mới có thể giải quyết được vấn đề giảm chi phí vận chuyển và bảo quản rơm, cỏ khô. Để đáp ứng được nhu cầu thức ăn cho chăn nuôi, từ sản xuất thức ăn thô, sơ chế thức ăn thô tại cơ sở chăn nuôi và cung ứng thức ăn dự trữ, giảm chi phí cho việc vận chuyển, phù hợp với quy mô, khả năng đầu tư, tận dụng được nguyên liệu có sẵn ở địa phương, chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài: “Nghiên cứu thiết kế, chế tạo máy ép rơm, cỏ khô làm thức ăn dự trữ cho trâu bò ”. 2 Chương 1 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 1.1. ĐẶC ĐIỂM CỦA MỘT SỐ LOẠI THỨC ĂN RƠM RẠ 1.1.1. Vị trí của thức ăn rơm rạ trong chăn nuôi Rơm rạ theo nghĩa rộng là phần thức ăn còn lại của các cây hoa màu, lương thực sau khi thu hoạch sản phẩm chính. Khối lượng của các loại thức ăn rơm rạ này rất lớn (trong thức ăn của trâu bò, riêng rơm lúa đã cung cấp được tới 18 – 25% tổng số giá trị dinh dưỡng của khẩu phần). Vì thế rơm có một vai trò quan trọng trong vấn đề cân bằng thức ăn cho gia súc. Đặc biệt ở các vùng đồng chiêm, rơm rạ được coi là loại thức ăn quan trọng của gia súc nhất là trâu bò trong mùa đông. Ở nước ta hiện nay, việc tân thu rơm rạ làm thức ăn chăn nuôi còn nhiều bất cập. Phần lớn rơm rạ được thiêu đốt trên đồng, trên đường trên các kênh, mương vừa gây lãng phí vừa ô nhiễm môi trường. Nếu khắc được tình trạng này, chúng ta sẽ có thêm nguồn thức ăn cho gia súc, góp phần đẩy mạnh chăn nuôi. Trong loại thức ăn rơm rạ thì rơm rạ của các cây hoà thảo, thân, cành một số cây họ đậu và một số cây khác chiếm địa vị chủ yếu. 1.1.2. Thành phần hoá học và giá trị dinh dưỡng của rơm rạ Đặc điểm thành phần hoá học của rơm rạ, họ hoà thảo có rất nhiều chất xơ (từ 35 – 42%) ít protein thô (chỉ từ 3-4%) protein tiêu hoá được lại càng ít hơn nữa (trung bình từ 1,5-2%), ít chất béo (từ 1- 2%), chất khoáng chiếm tỷ lệ trung bình từ 4-6% nhưng lại có rất ít Ca, P và Na (trừ rơm rạ họ đậu có tường đối nhiều Ca hơn) và nhiều silic. Hàm lượng vitamin cũng rất ít, nhất là rơm rạ của phần lớn các loại cây hoà thảo (trung bình 1kg rơm rạ hoà thảo chỉ có từ 1- 3mg caroten). Thí dụ thành phần hoá học của một số rơm rạ chính trong bảng 1.1. 3 Bảng 1.1. Thành phần hoá học của một số rơm rạ chính Loại rơm rạ Nước Protein Lipit % Xơ Bột Khoáng % Thô Thô Thô đường % % % % Trong 100kg Đơn vị Protein thức ăn tiêu hoá Lúa 7,5 3,9 1,4 41,1 39,2 14,5 24 1,1 Kê 10,0 3,8 1,6 37,5 41,6 5,5 26 1,5 Ngô 17,2 4,7 1,5 28,0 43,0 5,3 37 1,5 Đậu tương 16,0 4,0 1,0 32,5 37,5 5,1 52 2,3 Do có nhiều chất xơ nên tỷ lệ tiêu hoá của rơm rạ nói chung rất thấp. Như ngựa chỉ tiêu hoá được khoảng 20 – 30%, loài nhai lại chỉ tiêu hoá được ≥ 40%. Ví dụ tỷ lệ tiêu hoá các chất dinh dưỡng trong rơm lúa đối với trâu bò như sau: Protein thô 12 – 25% Lipit 19 – 22% Xơ 40 – 45% Bột đường 17 – 39% Vì giá trị dinh dưỡng của rơm rạ tương đối thấp nên rơm rạ thường dùng nuôi gia súc duy trì, nếu dùng để nuôi gia súc cao sản thì chỉ có tác dụng làm thức ăn bổ sung để duy trì dung tích của khẩu phần. Trong một số trường hợp nhất định, phối hợp thức ăn rơm rạ trong khẩu phần hàng ngày của gia súc cũng có lợi cho việc duy trì quá trình tiêu hoá bình thường. 1.1.3. Một số loại thức ăn rơm rạ thường dùng trong chăn nuôi • Rơm rạ họ hoà thảo Là loại tương đối phổ biến. Giá trị dùng làm thức ăn của nó thay đổi theo thời gian thành thục của cây dài hay ngắn và bộ phận dùng làm thức ăn cho gia súc. Một số loại rơm rạ họ hoà thảo thường dùng trong chăn nuôi gồm: Rơm lúa: lượng chất protein có thể ngang với thân kê nhưng vì rơm lúa 4 có chứa tương đối nhiều chất xơ và các muối siliccat nên thô cứng hơn. Tỷ lệ tiêu hoá nói chung cũng thấp hơn thân kê (tỷ lệ tiêu hoá nói chung của rơm lúa ở loài nhai lại cũng chỉ vào khoảng ≥ 40%). Thân cây kê: là loại thức ăn có giá trị nhất. Trong số các loại thức ăn hoà thảo, vì có chứa tương đối nhiều chất protein, thân lá lại mềm, rễ nhai. Tỷ lệ tiêu hoá nói chung của các chất dinh dưỡng có thể đạt tới 55%. Thường dùng làm thức ăn thô rất tốt của lừa, ngựa, trâu, bò. Thân lá ngô: Về mặt giá trị dinh dưỡng, thân lá ngô cao hơn loại những loại thức ăn rơm rạ khác, nhất là có chứa tương đối nhiều chất dinh dưỡng. Nhưng vì thân to nên nếu cho ăn trực tiếp, gia súc thường chỉ ăn một phần còn bỏ lại khá nhiều. Cho nên nếu dùng thân lá ngô cho gia súc ăn thì nên chế biến để nâng cao thêm hiệu suất sử dụng thức ăn. • Thân lá họ đậu Nói chung, giá trị dinh dưỡng của rơm rạ họ đậu thường tương đối cao hơn rơm rạ hoà thảo, nhất là chứa tương đối nhiều chất protein và canxi. Nhưng rơm rạ họ đậu cũng có nhược điểm nếu không phơi và cất trữ tốt là rất rễ bị rơi rụng, hư hỏng và do đó giảm thấp giá trị dinh dưỡng của thức ăn. - Thân lá đậu tương: Chứa khá nhiều chất dinh dưỡng, nhưng vì thân chính tương đối to, cứng khó nhai nên gia súc thường không ăn mà chỉ ăn lá và cành non. Muốn cho gia súc ăn được nhiều hơn và để nâng cao thêm tỷ lệ tiêu hoá của thức ăn có thể đem say hoặc nghiền nhỏ thành bột. - Thân lá đậu hoà lan: Thân nhỏ và mềm có chứa nhiều chất protein tiêu hoá được, có giá trị làm thức ăn cao hơn lá đậu tương, nhưng khi cất trữ phải rất cẩn thận vì rất rễ bị mốc hỏng và khi cho gia súc ăn, nhất là bò sữa không nên cho ăn quá nhiều có thể gây táo bón và làm giảm chất lượng sữa. - Dây lạc: Dây lạc dùng làm thức ăn cho gia súc có giá trị cao nhất so 5 với những loại trên, chất dinh dưỡng nói chung rất phong phú, có mùi vị thơm ngon, dễ tiêu hoá, tỷ lệ tiêu hoá nói chung có thể lên tới 60%. Dây lạc có thể dùng làm thức ăn cho tất cả các loại gia súc, nhưng cất trữ cũng rễ bị mốc, hỏng nên cần phải chú ý. • Các loại thân lá khác: - Dây khoai lang khô chiếm vị trí rất quan trọng trong các loại thức ăn thô. Giá trị dinh dưỡng xấp xỉ bằng cỏ khô loại tốt. Nó chứa nhiều chất protein và tỷ lệ tiêu hoá của các chất cũng tương đối cao (tỷ lệ tiêu hoá có thể lên đến 50-55%). - Thân lá khoai tây cũng có thể dùng làm thức ăn cho gia súc nhưng cũng có nhược điểm là khi khô sẽ trở nên dai và tương đối cứng, gia súc khó ăn. Khi tươi lại có chất solanin có thể gây trúng độc nên ít dùng và nếu dùng thường chế biến dự trữ theo lối ủ xanh. - Lá sắn là nguồn thức ăn tốt cho các đối tượng trâu, bò, lợn và gà. Năng suất lá vào khoảng 4,6 tấn vật chất khô/ha tại thời điểm thu hoạch củ. Lá sắn có hàm lượng Protein cao (25% tính theo vật chất khô, biến động từ 16%-40%) trong đó 85% là protein thô. Lá sắn cũng là nguồn cung cấp khoáng đa lượng như Ca, Mg và khoáng vi lượng như Mn và Zn, đồng thời cũng là nguồn cung cấp vitamin A, riboflavin và axit ascorbic. 1.2. QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN THỨC ĂN RƠM RẠ Thức ăn rơm rạ dùng trong chế biến thức ăn chăn nuôi là loại thức ăn có nguồn gốc từ thực vật bao gồm rơm, cỏ, thân cây ngô, đậu đỗ lạc, dây khoai lang,… Chế biến thức ăn rơm rạ nhằm mục đích: - Giảm nhẹ công sức của gia súc khi nhai thức ăn; - Tạo cho thức ăn có vị ngon, kích thích cho gia súc ăn nhiều, ham ăn và ăn cả thức ăn ngon và không ngon; 6 - Có thể trộn với các thức ăn tinh để tăng lượng dinh dưỡng; - Có thể nâng cao chất lượng thức ăn bằng các phương pháp chế biến cơ lý, hóa học và sinh học; - Có thể sử dụng rộng rãi thức ăn thô cho lợn và gia cầm bằng cách thái và nghiền thức ăn thô khô thành bột. 1.2.1. Chế biên thức ăn rơm rạ theo phương pháp cơ lý Theo phương pháp truyền thống thức ăn thô được chế biến theo phương pháp cơ học, hoá học và nhiệt học. Tùy theo mục đích chế biến và yêu cầu thức ăn đối với loại vật nuôi mà có thể thực hiện theo 1 trong các qui trình cơ bản sau đây: Thái → trộn; Thái → nấu → trộn; Thái → phơi khô → nghiền → trộn; Thái → ép bánh - Thái là khâu quan trọng được áp dụng ở hầu hết các qui trình chế biến thức ăn thô. Rơm và các loại cỏ khô có thân to phải thành những đoạn có độ dài 40 – 50 mm đối với trâu bò và 15-25 mm đối với lợn và 5-10mm đối với gia cầm. Thái những loại thân cây ống to kết hợp ép dập vỏ mềm ra thì rất tốt. Đối với phụ phẩm của nhà máy xay xát gạo như trấu, mày bổi,… thì không cần qua khâu thái. - Nấu chín được tiến hành đối với rơm cỏ khô đã thái. Chất lượng nấu thức ăn được xác định bằng mức chín mềm của thức ăn thô. Tốt nhất là nấu bằng hơi nước trong những thùng kín và theo đúng chế độ sau đây. Trước khi đun nóng đổ nước lã vào thức ăn đã thái chất trong thùng nấu với số lượng 60 ÷ 100 l trên một tạ thức ăn và nén lại. Sau đó đun bằng hơi nước đạt tới nhiệt độ của hơi và giữ trong 2 – 3h ở nhiệt độ không thấp quá 70 ÷ 80o. - Phơi sấy khô các đoạn cỏ khô đã thái để nghiền thành bột cỏ khô nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình chế biến tiếp theo như nghiền, 7 trộn, ép viên hoặc bánh. Chất lượng nghiền cao nhất khi thức ăn đạt độ ẩm không quá 10÷12%. - Nghiền rơm cỏ khô đã thái thành bột để sản xuất thức ăn hỗn hợp cho nhiều loại gia súc, gia cầm. Yêu cầu độ nhỏ bột sau khi nghiền tương tự như nghiền hạt. - Ép bánh để dự trữ nguyên liệu thức ăn đặc biệt là thức ăn cho trâu bò về mùa đông. 1.2.2. Chế biến thức ăn rơm rạ theo phương pháp sinh học Ủ thức ăn là phương pháp ướp các thức ăn tươi nhiều nước bằng cách muối chua do kết quả của việc lên men thức ăn dưới tác dụng của những quá trình vi sinh vật. Khi ủ thức ăn sảy ra các quá trình lên men axit lăctic, lên men butiaric và lên men rữa. Để thu được thức ăn ủ tốt, tỷ lệ thành phần của các axit ấy không đồng nhất như nhau: axit lăctic nên và cần có số lượng là 1,2 – 1,5%, axit butiaric không quá 0,3 – 0,5%. Nếu khi ủ thức ăn mà axit lăctic kịp tạo ra sớm hơn axit butiaric thì nó ngăn không cho những axit này phát triển và do đó nó đóng vai trò làm chất ướp. Vì vậy yếu tố quyết định quá trình ủ thức ăn là: trong thức ăn ủ phải có lượng đường cần thiết tối thiểu đã định; tạo nên nhiệt độ tối thiểu cho các vi khuẩn axit lăctic phát triển, trong giới hạn bằng 25-30oC; tạo nên môi trường kị khí (không có dưỡng khí) ngay lúc trải khối thức ăn để ủ và kéo dài suốt thời kì bảo quản. Hàm lượng đường các thức ăn thô để ủ chia làm ba nhóm: dễ ủ (ngô, ngô bắp, củ quả, cỏ đồng,...), khó ủ (cỏ klêve, cỏ liutxecrna,...). Thường người ta tiến hành ủ các loại thức ăn khó ủ trộn với loại dễ ủ. Việc tạo ra nhiệt cần thiết cho sự lên men axit lăctic là nhờ hiện tượng tự đốt nóng của thức ăn trong 1 ÷ 3 ngày đầu sau khi xếp để ủ. Khi đó nhiệt tạo thành do các chất dinh dưỡng của thức ăn. Vì thế thuận lợi nhất là ủ thức ăn với chế độ nhiệt độ thấp, không quá 30oC được gọi là chế độ ủ lạnh. Để đảm 8 bảo chế độ ủ lạnh cần có điều kiện như sau: khối thức ăn ủ có độ ẩm 65 – 75%; thức ăn đã được thái nhỏ, độ dài đoạn thái trong giới hạn 10 – 50 mm; việc chất thức ăn đã thái vào công trình ủ trong thời gian hết sức ngắn, mỗi ngày phải chất được 2÷3 m theo độ cao; khối thức ăn phải được nén cẩn thận. Tất cả các điều kiện trên chỉ để đạt một mục đích chính là đuổi không khí ra khỏi khối thức ăn ủ được hết và nhanh. Trong trường hợp tổng quát toàn bộ quá trình ủ lạnh có thể được mô tả theo sơ đồ (hình 1.1) chế độ nhiệt độ sau đây: Hình 1.1. Đồ thị nhiệt của quá trình ủ lạnh Trong thời kì thứ nhất sau khi xếp thức ăn ủ (1 – 2 – 3 ngày ) vì một số ít dưỡng khí còn sót trong khối thức ăn ủ, đó là quá trình ưa khí. Các tế bào sống của cây cỏ thở hút, sử dụng nhanh số dưỡng khí đó, khiến cho khối thức ăn tự nóng (trong giới hạn đoạn 1 – 2 của đường biểu diễn). Tất nhiên là không khí càng sót lại nhiều trong khối thức ăn khi xếp để ủ, thì quá trình ưa khí càng dài và nhiệt độ tự đốt nóng càng cao (trình bày trên sơ đồ bằng đường chấm chấm). Trong thời kì tiếp theo, khi dưỡng khí tự do vừa được sử dụng hết, thì đến hiện tượng thở hút nội phân tử của các tế bào còn sống, dựa vào tác dụng oxy hóa. Thời kì này không dài lắm (vào khoảng 1 ngày đêm) sau đó các tế bào thực vật của khối thức ăn đều chết hết. Nhiệt độ trong thời kì này tăng lên 9 nhưng rất chậm (đoạn 2 – 3 của đường cong). Tiếp nữa đến là quá trình kị khí, khối thức ăn ủ mất dần nhiệt độ (trong 3÷5 tuần). Việc tạo thành axit lactic bắt đầu từ lúc tiết ra nước nhựa cây, nghĩa là từ lúc chất và nén xong và kéo dài độ vài ngày nữa. Khi đó nó có tác dụng ướp được thức ăn và ngăn không cho axit khác phát triển. Với chế độ nhiệt khác sẽ có thể tạo nên điều kiện tối thích thuận lợi nhất cho các vi khuẩn axit béo hay các vi khuẩn khác phát triển, chứ không lợi cho axit lactic, khi đó thức ăn dễ bị hư hỏng. Vì vậy muốn tạo được thức ăn ủ tốt cần phải điều chỉnh chế độ nhiệt của quá trình thích hợp với điều kiện ủ và các loại thức ăn khác nhau. Qui trình công nghệ chế biến thức ăn ủ được thực hiện theo 2 phương pháp: phương pháp riêng rẽ và phương pháp liên hợp, tuỳ thuộc vào loại máy móc sử dụng. Sơ đồ qui trình công nghệ được thể hiện trên hình 1.2. Hình 1.2. Sơ đồ qui trình công nghệ chế biến thức ăn rơm rạ theo 10 phương pháp sinh học Phương pháp riêng rẽ được thực hiện bởi tổ hợp máy bao gồm: máy cắt cỏ rải hàng, máy gom cỏ thành đống, máy xúc cỏ lên xe hoặc rơmooc, máy cắt thái, máy nén. Phương pháp lên hợp được thực hiện bởi máy cắt cỏ liên hợp thu cỏ và cắt thái đồng thời, xe hoặc rơmoóc vận chuyển, máy nén. So sánh phương pháp riêng rẽ và phương pháp liên hợp ta thấy: phương pháp riêng rẽ có nhược điểm là mức độ cơ khí hóa, mất nhiều công đoạn phụ, đòi hỏi số lượng lao động chân tay lớn. Mặt khác cỏ cắt xong khi cào thành đống và chất lên xe chở sẽ dính đẩt cát bẩn, cỏ sau khi cắt nếu không thái kịp thời thường bị khô héo gây khó khăn cho quá trình ủ. Phương pháp liên hợp khắc phục hoàn toàn nhược điểm của phương pháp riêng rẽ, tuy nhiên việc đầu tư liên hợp máy cắt cỏ lớn hơn. Phương pháp ủ chua thức ăn có ý nghĩa rất lớn: sản phẩm sau khi ủ chua giữ được gần như nguyên vẹn giá trị dinh dưỡng của thức ăn tươi ban đầu, tạo ra axit lactic, các chất dinh dưỡng, vitamin dễ tiêu, khiến cho gia súc ăn ngon miệng, ăn được nhiều đồng thời nâng cao khả năng tiêu hoá. Mặt khác thức ăn ủ không bị hư hỏng trong nhiều năm, có thể dự trữ được lâu dài để ổn định nguồn thức ăn. 1.2.3. Chế biến thức ăn thức ăn rơm rạ theo phương pháp hoá học Chế biến thức ăn thô theo phương pháp hoá học được thực hiện bằng cách urê hoá (hay kiềm hoá). Dung dịch urê (hay nước vôi) được phun vào rơm cỏ sau khi thái, sau đó tiến hành ép bánh và bao gói kín bằng nhiều lớp màng polyetylen rồi xếp vào kho bảo quản. Trong quá trình bảo quản, urê tự phân hủy thành amoniac vừa tăng hàm lượng N vừa có tác dụng phân giải lignin để làm mềm thức ăn, đồng thời ức chế vi khuẩn gây thối hỏng, làm tăng thời hạn bảo quản. Quá trình chế biến thức ăn kiềm hoá được thực hiện theo qui trình công 11 nghệ trên hình 1.3. Nguyên liệu thô Thái Phun urê lỏng Bao gói Chất vào kho bảo quản Hình 1.3. Sơ đồ qui trình chế biến thức ăn rơm rạ theo phương pháp hoá học 1.3. YÊU CẦU CÔNG NGHỆ CỦA QUÁ TRÌNH ÉP Nén ép rơm rạ là quá trình phức tạp, bởi tính chất cơ lý tính của các đối tượng nghiên cứu. Bản thân các loại vật liệu này vừa có tính đàn hồi và biến dạng khi chịu lực tác động ở những mức độ và trạng thái nhất định. Với các vật liệu như rơm, cỏ khô mức độ đàn hồi và biến dạng phụ thuộc nhiều vào trạng thái ép của vật liệu, kết cấu bộ phận ép cũng như lực ép và thời gian ép. Khối rơm, cỏ khô sau khi ép cần phải được định hình, đảm bảo độ bền liên kết, vững chắc có kích thước hợp lý, thuận tiện cho quá trình vận chuyển. Để đảm bảo rơm không hỏng trong thời gian bảo quản độ ẩm của rơm, cỏ khô khi ép W = 10 - 15%. Một số chỉ tiêu của bánh rơm, cỏ khô sau khi ép: Có kích thước các chiều dài, rộng, phù hợp khả năng sắp xếp vào các thùng xe vận chuyển, bảo quản. Do đó để thuận tiện cho việc định lượng thức ăn, khênh vác và sắp xếp khi vận chuyển thì kích thước mỗi bánh thường được chọn: dài 0,6m; rộng 0,5 m; 12 cao 0,4 m. (Hiện nay các xe thường có kích thước chiều rộng thùng xe tải: 2,2 2,4 m và dài 4,5 – 5,5 m cho nên với kích thước bánh như trên dễ sắp xếp) 1.4. TÌNH HìNH SỬ DỤNG RƠM RẠ LÀM THỨC ĂN CHĂN NUÔI Ở TRONG NƯỚC Mấy năm gần đây, rơm rạ không còn là chất đốt chủ yếu ở nông thôn do các nhiên liệu khác thay thế như: điện, khí gas, than,… thay thế; máy cày được thay thế cho con trâu, con bò trên đồng ruộng. Vì vậy, sau mùa gặt rơm rạ không còn được thu gom vận chuyển về nhà như trước đây mà được đốt ngay tại ruộng, hiện tượng này ngày càng phổ biến trên toàn quốc. 13