Ứng dụng công nghệ tự động hóa trong chế biến thức ăn gia súc

Chăn nuôi là một ngành chính trong sản xuất nông nghiệp. Sản phẩm chăn nuôi không chỉ phục vụ trực tiếp nhu cầu hàng ngày của con người về thịt, trứng, sữa... mà còn có thể xuất khẩu, đem lại nguồn thu lớn. Mấy năm gần đây, mặc dù đạt mức tăng trưởng bình quân trên 8%/năm, nhưng hiện giá trị của ngành chăn nuôi nước ta mới chiếm 21-22% tổng giá trị sản xuất nông nghiệp.

Trong chăn nuôi, thức ăn đóng vai trò rất quan trọng, chi phí cho thức ăn chiếm tới 65-75% giá thành của sản phẩm. Theo các chuyên gia, nếu dùng thức ăn công nghiệp có thể tiết kiệm được 40-48% chi phí thức ăn cần thiết để có được 1 kg sản phẩm chăn nuôi. Tuy nhiên, hiện nay sản lượng sản xuất thức ăn công nghiệp của ta mới đạt 3,5-3,8 triệu tấn/năm (khoảng 30% tổng nhu cầu) và giá thành thức ăn gia súc ở Việt Nam cao hơn các nước trong khu vực 15-20%.

Để nâng cao và ổn định chất lượng, giảm giá thành thức ăn gia súc có nhiều giải pháp, trong đó cần đặc biệt quan tâm đến công nghệ tự động hoá. Việc nghiên cứu và ứng dụng công nghệ tự động hoá trong các dây chuyền chế biến thức ăn gia súc ở các nước công nghiệp phát triển đã đạt đến trình độ cao và ngày một hoàn thiện. Tất cả các công đoạn, các khâu trong dây chuyền sản xuất đều được điều khiển tự động. Hoạt động sản xuất của nhà máy cũng được quản lý, giám sát tại trung tâm điều khiển. Đối với nước ta, các dây chuyền chế biến thức ăn gia súc điều khiển tự động chủ yếu là nhập từ nước ngoài. Việc nghiên cứu ứng dụng công nghệ tự động hoá trong các dây chuyền chế biến thức ăn gia súc mới chỉ được bắt đầu vài năm gần đây. Tuy đã có một số kết quả ban đầu nhưng mới dừng lại ở một số công đoạn, chưa đồng bộ, hệ thống làm việc chưa ổn định và độ chính xác chưa cao.

Trước thực trạng đó, trong khuôn khổ Chương trình khoa học công nghệ cấp nhà nước về tự động hoá giai đoạn 2001-2005, Viện Cơ điện Nông nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch được giao chủ trì và thực hiện đề tài KC.03.03: “Nghiên cứu thiết kế, chế tạo các thiết bị tự động hoá chế biến nông sản” và một trong những nội dung chính của đề tài là: Nghiên cứu thiết kế, chế tạo hệ thống tự động điều khiển dây chuyền chế biến thức ăn gia súc. Đối tượng nghiên cứu ở đây là dây chuyền đồng bộ chế biến thức ăn gia súc quy mô 5 tấn/giờ theo công nghệ cân định lượng trước, nghiền sau (hình 1).            

Kết quả đã đạt được

- Thực hiện nội dung được phê duyệt, đề tài đã đạt được một số kết quả cụ thể sau:

- Thiết kế, chế tạo thành cụng thiết bị phân phối liệu tự động vào các thùng chứa. Thiết bị làm việc chính xác và ổn định, đảm bảo năng suất của hệ thống.

- Hệ thống cân định lượng tự động nguyên liệu, phụ gia, khoáng, vi lượng cho một mẻ chế biến (cân cộng dồn) do đề tài thiết kế, chế tạo làm việc tương đối ổn định và đáp ứng được các yêu cầu của sản xuất về năng suất và độ chính xác: sai số khi cân nguyên liệu thô là 0,1-0,2%; khi cân phụ gia, khoáng, vi lượng là 0,41-0,5%.

- Hệ thống điều khiển tự động của máy nghiền và thiết bị hút, giũ bụi tự động hoạt động tốt, nâng cao rõ rệt hiệu suất và tính ổn định của máy nghiền. Ở chế độ điều khiển thủ công, dòng điện dao động trong khoản, từ 60 đến 90 A và lớn hơn, trong khi ở chế độ tự động, dòng điện chỉ dao động trong khoảng ± 5 A.

- Thiết bị định lượng, phun dầu tự động vào máy trộn làm việc ổn định, đạt độ chính xác cao (với sai số 0,2-0,3 kg/lần phun) và phù hợp với điều kiện sản xuất ở Việt Nam.

- Cân đóng bao sản phẩm loại 5 kg/bao và loại 20-50 kg/bao làm việc ổn định, độ chính xác đáp ứng yêu cầu.

Hoạt động của dây chuyền được hiển thị và điều khiển thông qua màn hình vi tính đặt tại trung tâm điều khiển. Phần mềm điều khiển có chức năng lưu và mã hoá công thức chế biến, khi cần có thể thay đổi thành phần công thức; giao diện người - máy đơn giản, rõ ràng, dễ hiểu. Hoạt động của máy thể hiện trong chương trình mô phỏng là ở trạng thái động.

Kết quả nghiên cứu của đề tài đã được chuyển giao cho Công ty TNHH Vĩnh Hà - Khu công nghiệp An Khánh (Hoài Đức - Hà Tây); Công ty Cổ phần sản xuất và thương mại An Phát (Mỹ Hào - Hưng Yên); Công ty Cổ phần sản xuất và phát triển trang trại Hà Hưng (Yên Mỹ - Hưng Yên); Công ty TNHH Hải Thăng - Cụm công nghiệp Dốc Sặt (Từ Sơn - Bắc Ninh)... Qua thời gian theo dõi ứng dụng vào sản xuất cho thấy: Năng suất dây chuyền tăng 15-20%, đạt 6-7 tấn/giờ; hệ thống cân định lượng đạt độ chính xác cao, sai số <0,5%, sản phẩm đạt chất lượng cao và ổn định, tương đương tiêu chuẩn châu   Âu (độ đồng đều của sản phẩm đạt 98-99%); giảm 60-70% sức lao động, giá thành của dây chuyền thấp (bằng 30-40% dây chuyền cùng loại của nước ngoài).

Do đạt chất lượng và hiệu quả kinh tế cao, nên khả năng ứng dụng của dây chuyền chế biến thức ăn gia súc điều khiển tự động vào sản xuất là rất lớn. Đến nay, đề tài đã chuyển giao vào sản xuất được 6 mô hình ở các quy mô và mức độ khác nhau với tổng doanh thu đạt trên 7,7 tỷ đồng. Hiện đề tài cũng đã và đang đàm phán với 6 cơ sở để tiến hành ký kết hợp đồng và giới thiệu dây chuyền với 15 cơ sở khác ở cả 3 miền Bắc, Trung, Nam.

Bài học kinh nghiệm

- Để ứng dụng các kết quả nghiên cứu khoa học vào sản xuất, trước hết nội dung nghiên cứu cần phải xuất phát từ nhu cầu cấp thiết của sản xuất. Thực hiện tốt phương châm nghiên cứu những vấn đề mà sản xuất cần và không xa rời sản xuất.

- Đối với những vấn đề mới, chưa được nghiên cứu, cần đầu tư nhiều thời gian, công sức để tìm hiểu thực tế, các kết quả nghiên cứu liên quan của nước ngoài. Chú trọng đến việc tham khảo ý kiến của các chuyên gia giàu kinh nghiệm, những người có nhiều năm gắn bó trong lĩnh vực đó.

- Mục tiêu, nội dung và phương pháp nghiên cứu cần cụ thể, rõ ràng và bám sát vấn đề phải giải quyết, bám sát thực tế. Đối với những vấn đề nghiên cứu ứng dụng không có nhiều tính mới, phải chọn được giải pháp kỹ thuật phù hợp với điều kiện sản xuất và trình độ của Việt Nam.

- Đối với các công trình lớn, với dây chuyền thiết bị đồng bộ, cần chọn người có đủ năng lực, trình độ và kinh nghiệm để chủ trì, đảm bảo tiến độ và hiệu quả công việc. Xây dựng đội ngũ chuyên gia giỏi, công nhân kỹ thuật có tay nghề cao, có trình độ chuyên môn và chuyên sâu trong từng lĩnh vực, biết xử lý nhanh các tình huống kỹ thuật phát sinh.

- Có phương pháp chuyển giao công nghệ hợp lý, có chế độ bảo hành, hỗ trợ khách hàng sau chuyển giao. Sẵn sàng giúp đỡ khi có yêu cầu, trong quá trình vận hành nếu phát hiện điều gì chưa phù hợp cần có biện pháp xử lý ngay. Các ý kiến góp ý, đề xuất của người sử dụng cần được quan tâm, lưu ý.

- Chọn cơ sở ứng dụng nhiệt tình, sẵn sàng tiếp nhận cái mới, chấp nhận rủi ro; có đội ngũ lao động trình độ cao, tiếp thu được công nghệ mới, đáp ứng được yêu cầu công việc.

- Quan tâm thoả đáng đến việc tuyên truyền, quảng cáo, giới thiệu các sản phẩm nghiên cứu, tiến bộ kỹ thuật.

Nguồn: TC Hoạt động khoa học, 2005, No11