BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
---------------

VŨ HUY MAI

NGHIÊN CỨU MỘT SỐ THÔNG SỐ CỦA MÁY NGHIỀN
XƯƠNG ĐỘNG VẬT DẠNG RĂNG TRONG DÂY CHUYỀN
SẢN XUẤT BỘT KHOÁNG LÀM THỨC ĂN CHĂN NUÔI

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Chuyên ngành : KỸ THUẬT MÁY VÀ THIẾT BỊ
CƠ GIỚI HOÁ NÔNG LÂM NGHIỆP
Mã số

: 60.52.14

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. TRẦN NHƯ KHUYÊN

HÀ NỘI – 2008

Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật……………….. ………………………1


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan những số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn
này là hoàn toàn trung thực và chưa hề được sử dụng để bảo vệ bất kỳ một
công trình nghiên cứu khoa học hay một học vị nào.
Tôi xin cam đoan, mọi sự giúp đỡ cho việc hoàn thành luận văn này
đều đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn này đều đã được

chỉ rõ nguồn gốc.

Tác giả luận văn

Vũ Huy Mai

i


LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành luận văn này, tôi đã trải qua hai năm học tập tại Trường
Đại học Nông nghiệp Hà Nội. Trong thời gian đó, tôi đã tiếp thu được rất
nhiều những kiến thức về khoa học qua sự truyền đạt, hướng dẫn, giúp đỡ của
quý thầy, cô giáo.
Nhân dịp này, tôi xin trân trọng cảm ơn quý thầy, cô giáo cùng toàn thể
cán bộ, công nhân viên Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội đã giảng dạy,
quản lý và quan tâm giúp đỡ tôi trong suốt thời gian học tập và nghiên cứu tại
Trường:
-Tôi xin trân trọng cảm ơn thầy giáo: PGS.TS. Trần Như Khuyên;
người đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình nghiên cứu và
hoàn thành luận văn.
- Tôi xin trân trọng cảm ơn tập thể quý thầy, cô giáo khoa Cơ điện
Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội đã đóng góp ý kiến và giúp đỡ tôi hoàn
thành luận văn này.
Tôi xin trân trọng cảm ơn những người thân trong gia đình; tập thể lãnh
đạo và đội ngũ quý thầy, cô giáo, cán bộ, công nhân viên Trường Cao đẳng
nghề Cơ điện - Xây dựng và Nông lâm Trung Bộ, nơi tôi đang công tác cùng
toàn thể bạn bè, đồng nghiệp đã tạo điều kiện thuận lợi để tôi hoàn thành
nhiệm vụ của toàn khoá học.
Tác giả luận văn


Vũ Huy Mai

ii


MỤC LỤC
Lời cam đoan

i

Lời cảm ơn

ii

Mục lục

iii

Danh mục các bảng

vi

Danh mục các hình

vii

MỞ ĐẦU

1


Chương 1 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU
1.1.

TÌNH HÌNH SẢN XUẤT VÀ TIÊU THỤ BỘT XƯƠNG
ĐỘNG VẬT

1.2.

3
3

ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO VÀ TÍNH CHẤT CỦA XƯƠNG
ĐỘNG VẬT

5

1.2.1.

Đặc điểm về cấu tạo của xương động vật

5

1.2.2.

Tính chất của xương động vật

6

1.3.


CÁC PHƯƠNG PHÁP THU GOM VÀ CHẾ BIẾN XƯƠNG
ĐỘNG VẬT

9

1.3.1.

Nguồn xương nguyên liệu và phương pháp thu gom

9

1.3.2.

Kỹ thuật sản xuất bột xương

1.4.

TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ SỬ DỤNG MÁY NGHIỀN

11

TRONG NƯỚC VÀ TRÊN THẾ GIỚI

17

1.4.1.

Tình hình nghiên cứu và sử dụng máy nghiền trong nước


17

1.4.2.

Tình hình nghiên cứu và sử dụng máy nghiền ở nước ngoài

19

1.5.

MỤC ĐÍCH VÀ NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI

28

1.5.1.

Mục đích nghiên cứu

28

1.5.2.

Nhiệm vụ nghiên cứu

28

iii


Chương 2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU


29

2.1.

ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU

29

2.2.

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

31

2.2.1.

Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm

31

2.2.2.

Phương pháp xác định một số thông số nghiên cứu của máy

2.2.3.

nghiền răng

32


Phương pháp xử lý và gia công số liệu thực nghiệm

34

Chương 3 CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA QUÁ TRÌNH NGHIỀN
3.1.

37

CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA QUÁ TRÌNH NGHIỀN NHỎ
VẬT LIỆU

37

3.1.1.

Cơ sở vật lý của quá trình nghiền

37

3.1.2.

Các thuyết nghiền

37

3.1.3.

Những yếu tố chính ảnh hưởng đến quá trình nghiền


45

3.2.

LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN QUÁ TRÌNH NGHIỀN TRONG
MÁY NGHIỀN BÚA

46

3.2.1.

Vận tốc va đập cần thiết để phá vỡ vật thể

46

3.2.2.

Sàng và khe hở giữa đầu búa - sàng

48

3.2.3.

Vận tốc gió và khí động học trong máy nghiền kiểu búa

50

3.2.4.


Năng lượng nghiền

54

Chương 4 CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÁY
NGHIỀN RĂNG
4.1.

64

QUÁ TRÌNH ĐẬP NHỎ VÀ PHÂN LY NGUYÊN LIỆU
TRONG BUỒNG NGHIỀN

64

4.1.1.

Quá trình đập nhỏ

64

4.1.2.

Quá trình lọc sản phẩm nghiền

67

4.2.

XÁC ĐỊNH NĂNG LƯỢNG NGHIỀN


72

4.2.1.

Cơ sở lý thuyết xác định năng lượng nghiền

72

iv


4.2.2.

Công suất tiêu hao để đập vỡ nguyên liệu

75

4.3.

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÁY NGHIỀN RĂNG NR-1

76

4.3.1.

Xác định các thông số cơ bản của máy nghiền răng NR-1

76


4.3.2.

Tính toán thiết kế các bộ phận chính của máy nghiền răng

79

Chương 5 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM

86

5.1.

VẬT LIỆU VÀ DỤNG CỤ THÍ NGHIỆM

86

5.1.1.

Vật liệu thí nghiệm:

86

5.1.2.

Dụng cụ thí nghiệm

86

5.2.


KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM

86

5.2.1.

Ảnh hưởng của tốc độ quay của rôto x1

87

5.2.2.

Ảnh hưởng của lượng cung cấp nguyên liệu x2

90

5.2.3.

Ảnh hưởng của đường kính lỗ sàng x3

94

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ

98

1.KẾT LUẬN

98


2. ĐỀ NGHỊ

99

v


DANH MỤC CÁC BẢNG
STT

Tên bảng

Trang

1.1. So sánh lượng thức ăn truyền thống với thức ăn công nghiệp

4

1.2. Số lượng vật nuôi ở nước ta từ 1995 đến 2010

4

1.3. Dự tính nhu cầu thức ăn cho một số vật nuôi từ năm 2000 đến
năm 2010

5

1.4. Hàm lượng Phospho tổng số và Phospho dễ hấp thu trong một số
loại thức ăn khoáng dùng trong chăn nuôi


8

1.5. Hàm lượng khoáng trong thức ăn hỗn hợp hoàn chỉnh cho gia cầm.

8

1.6. Hàm lượng khoáng trong thức ăn hỗn hợp hoàn chỉnh cho lợn.

9

1.7. Đặc tính của một số máy nghiền đang sử dụng phổ biến ở Việt Nam

19

3.1. Quá trình phân chia vật liệu nghiền

39

4.1. Các thông số cơ bản của bộ phận nghiền

81

5.1. Ảnh hưởng của yếu tố x1 tới hàm Y1

87

5.2. Ảnh hưởng của tốc độ quay rôto x1 tới hàm Y2

89


5.3. Ảnh hưởng của yếu tố x2 tới hàm Y1

91

5.4. Ảnh hưởng của yếu tố x2 tới hàm Y2

92

5.5.

Ảnh hưởng của yếu tố x3 tới hàm Y1

94

5.6. Ảnh hưởng của yếu tố x3 tới hàm Y2

96

vi


DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH, ĐỒ THỊđ
STT
1.1.

Tên hình ảnh, đồ thị

Trang

Sơ đồ thu gom xương ở các nước có ngành chăn nuôi và chế biến

thịt phát triển.

11

1.2.

Sơ đồ thu gom xương ở các nước đang phát triển

12

1.3.

Xương thu gom từ các nhà hàng

12

1.4.

Qui trình công nghệ chế biến các loại xương

14

1.5.

Đốt xương

15

1.6a.


Thiết bị xử lý ướt

16

1.6b.

Thiết bị xử lý khô

16

1.7.

Sơ đồ máy nghiền kiểu búa

20

1.8.

Máy nghiền búa không sàng

22

1.9.

Máy nghiền kiểu trục cuốn

23

1.10. Máy nghiền chậu con lăn


24

1.11. Máy nghiền răng loại 2 rôto

25

2.1.

Sơ đồ cấu tạo máy nghiền xương động vật dạng răng NR-1

29

2.2.

Dụng cụ xác định độ nhỏ M của bột nghiền

33

3.1.

Sơ đồ các mặt phẳng nghiền

38

3.2.

Đồ thị phụ thuộc của lực P với độ biến dạng λ

41


3.3.

Lực và vận tốc va đập

47

3.4.

Sự biến thiên của z và Rx theo thời gian t

49

3.5.

Sự phụ thuộc của t và Klc vào vb

51

3.6.

Sơ đồ lưu chuyển dòng khí trong buồng nghiền

52

3.7.

Trường vận tốc khí qua các lỗ sàng

53


3.8.

Sự phân bố vận tốc v và áp suất tĩnh p trong trường xoáy lốc
phẳng của buồng nghiền

53

Phân tích vận tốc trước và sau va đập

56

3.10. Phân tích vận tốc trước và sau va đập

57

3.9.

vii


3.11. Sơ đồ xác định hệ số phục hồi k.

58

3.12. Sơ đồ hạt va đập vào tấm nhám

60

3.13. Sơ đồ tấm nhám có răng khía


61

4.1.

Mô hình quá trình đập nhỏ vật liệu trong máy nghiền răng

64

4.2.

Đồ thị quá trình lọc sản phẩm

68

4.3.

Sơ đồ hạt nguyên liệu bị biến dạng do va đập (hình a) và quan hệ
giữa lực tác dụng P với biến dạng ∆l (hình b)

72

4.4.

Sơ đồ xác định vận tốc va chạm của vật liệu với các răng nghiền

77

4.5.

Mô hình đĩa răng động máy nghiền răng


80

4.6.

Mô hình đĩa răng tĩnh máy nghiền răng

80

4.7.

Cấu tạo răng nghiền của máy nghiền răng

82

4.8.

Sơ đồ tính toán sàng

83

4.9.

Sơ đồ bố trí lỗ sàng

84

5.1.

Đồ thị ảnh hưởng của số vòng quay rôto x1 đến các hàm Y1, Y2


90

5.2.

Đồ thị ảnh hưởng của lượng cung cấp x2 đến các hàm Y1, Y2

94

5.3.

Đồ thị ảnh hưởng của đường kính lỗ sàng x3 đến các hàm Y1, Y2

97

viii


MỞ ĐẦU
Ngành chăn nuôi nước ta những năm gần đây đã có những bước phát
triển vượt bậc. Năm 1994 cả nước có khoảng 15 triệu con lợn 3,2 triệu con
bò, trên 100 triệu con gia cầm, giá trị sản xuất ngành chăn nuôi đạt khoảng
10.283,2 tỷ đồng. Đến năm 2005 tăng lên khoảng 26 triệu con lợn, 4,9 triệu
con bò, trên 220 triệu con gia cầm. Hiện nay cả nước có khoảng trên 16708
trang trại chăn nuôi và 34202 trang trại nuôi trồng thuỷ sản, dự kiến đến năm
2010 tiêu thụ khoảng 11,7 triệu tấn thức ăn chăn nuôi mỗi năm. Trong thức
ăn chăn nuôi thành phần các chất khoáng tuy không cao song hết sức quan
trọng và không thể thiếu được (trong hỗn hợp thức ăn cho chăn nuôi gia cầm
khoảng 7,5% và cho chăn nuôi lợn khoảng 5÷ 10%).[3] Dự kiến đến khoảng
những năm 2010 nước ta cần 878.000 tấn thức ăn khoáng cho chăn nuôi mỗi

năm. Hiện nay thức ăn khoáng được sản xuất chủ yếu là từ bột đá vôi, thành
phần chủ yếu là Cacbonat Canxi, ngoài ra còn một số thành phần tạp chất
khác không phải là Cacbonat Canxi lẫn vào, những tạp chất này có hại cho
vật nuôi nhưng rất khó tách lọc trong quá trình chế biến, do đó chất lượng của
bột khoáng sản xuất từ đá vôi không đảm bảo. Trong khi đó, bột chế biến từ
xương tươi có giá trị dinh dưỡng rất cao, khoảng 18÷ 25% Protein, 5% Canxi,
25% Phospho nên được sử dụng rất có hiệu quả để thay thế thức ăn khoáng
được sản xuất từ bột đá. Chính vì vậy ở các nước phát triển người ta đã sử
dụng bột khoáng chế biến từ xương làm thức ăn chăn nuôi từ những năm 80
của thế kỷ trước với công nghệ và hệ thống thiết bị khá hiện đại. Ở nước ta,
xương động vật hầu như chưa được tận dụng để làm thức ăn chăn nuôi nên
phần lớn lượng xương này được coi là rác thải phải mang đi chôn lấp, vừa gây
lãng phí, vừa gây ô nhiễm môi trường. Trong khoảng 5-7 năm gần đây, đã
hình thành các cơ sở thu gom, chế biến, tiêu thụ bột xương trong nước hoặc

1


xuất khẩu xương động vật dạng thô ra nước ngoài, (chủ yếu xuất sang Trung
Quốc). Năm 2006 Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn đã ban hành Quy
trình công nghệ chế biến thức ăn khoáng từ xương động vật làm thức ăn chăn
nuôi. Trong dây chuyền sản xuất thức ăn khoáng thì khâu nghiền là khâu quan
trọng nhất, quyết định đến chất lượng và giá thành sản phẩm. Hầu hết các cơ
sở chế biến bột xương ở nước ta hiện nay đều sử dụng máy nghiền kiểu búa.
Do xương động vật có độ cứng và độ bền lớn hơn rất nhiều so với các nguyên
liệu có nguồn gốc thực vật khác, nên việc sử dụng các máy nghiền búa va đập
mềm tỏ ra kém hiệu quả, trong khi đó các máy nghiền răng va đập cứng tỏ ra
có nhiều ưu điểm hơn. Vì vậy việc nghiên cứu máy nghiền xương động vật
trong dây chuyền sản xuất bột khoáng làm thức ăn chăn nuôi là một việc làm
cấp thiết, có ý nghĩa thực tiễn cao. Được sự giúp đỡ của PGS.TS. Trần Như

Khuyên chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài: “Nghiên cứu một số thông số
của máy nghiền xương động vật dạng răng trong dây chuyền sản xuất bột
khoáng làm thức ăn chăn nuôi”.

2


Chương 1
TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU

1.1. TÌNH HÌNH SẢN XUẤT VÀ TIÊU THỤ BỘT XƯƠNG ĐỘNG VẬT
Ngành chăn nuôi của nước ta trong những năm gần đây luôn đạt mức
tăng trưởng khá, bình quân trên 8%/năm. Chắc chắn trong những năm tới
ngành chăn nuôi nước ta sẽ còn phát triển mạnh vì GDP của nước ta hàng
năm tăng khá (khoảng 7÷8% năm), nhu cầu tiêu thụ thực phẩm chất lượng
cao, thực phẩm an toàn ngày càng tăng. Mức tiêu thụ thịt, trứng bình quân
theo đầu người của nước ta hiện nay còn thấp, chỉ bằng khoảng 40÷60% so
với các nước trong khu vực. Thức ăn công nghiệp dùng trong chăn nuôi mới
chỉ đạt khoảng 30% tổng lượng thức ăn (trong khi đó các nước trong khu vực
bình quân khoảng (50÷70%). Thức ăn là điều kiện quan trọng để phát triển
chăn nuôi. Khoảng (65÷75% giá thành của sản phẩm chăn nuôi là chi phí cho
thức ăn, như vậy giá thức ăn chăn nuôi cao hay thấp đều ảnh hưởng trực tiếp
đến đầu ra của sản phẩm chăn nuôi. Nguyên liệu chính để sản xuất thức ăn
chăn nuôi là ngô, đậu tương, cám gạo, sắn lát khô, khô dầu lạc, bột cá, bột
xương động vật và các chất vi lượng khác. Các nguyên liệu này ở Việt Nam
tương đối phong phú. Nhưng để chế biến nó thành các loại thức ăn chăn nuôi
công nghiệp có chất lượng và hiệu quả cao thì vẫn đang là bài toán khó cần
quan tâm giải quyết.
Sử dụng thức ăn công nghiệp sẽ tiết kiệm được một lượng thức ăn rất
lớn. Theo số liệu nghiên cứu của Trung Quốc việc sử dụng thức ăn truyền

thống so với thức ăn công nghiệp được thể hiện trên bảng 1.1. Theo số liệu
thống kê, dự báo của Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn thì số lượng
vật nuôi từ năm 1995 đến năm 2010 thể hiện qua bảng 1.2. Với tình hình

3


chăn nuôi đang phát triển mạnh mẽ như hiện nay thì nhu cầu thức ăn chăn
nuôi trong những năm tới sẽ là rất lớn.
Bảng 1.1: So sánh lượng thức ăn truyền thống với thức ăn công nghiệp
TT

Sản phẩm chăn nuôi

Lượng thức ăn

Lượng thức ăn

truyền thống (kg)

công nghiệp (kg)

1

1kg thịt gà

4,0

2,1


2

1kg trứmg gà

4,5

2,5

3

1kg thịt lợn

5,0

3,0

Bảng 1.2: Số lượng vật nuôi ở nước ta từ 1995 đến 2010
Chỉ tiêu

Đơn vị tính

Số lượng vật nuôi hàng
năm
1995 1996 2000 2005

Đàn lợn

Triệu con

13,6


17,1

20

Gia cầm

Triệu con

142

160

Đàn bò

Triệu con

3,6

Đàn trâu

Triệu con

3,0

Dự
báo
2010

Tốc độ tăng

hàng năm (%)

25

30

5,6

260

320

400

12,1

3,75

4,4

5,1

5,8

4,1

3,0

3,1


3,2

3,3

0,7

Như vậy ngành chế biến thức ăn chăn nuôi trong những năm tới cũng cần
phải có những chuyển biến tích cực, kịp thời để đáp ứng nhu cầu ngày càng
tăng của sản xuất và đời sống xã hội.
So với một số quốc gia khác ở châu á cũng như trên thế giới thì sản lượng
thức ăn chăn nuôi công nghiệp của nước ta còn quá thấp, việc sản xuất bột
khoáng để bổ sung vào thức ăn trong chăn nuôi hầu như chưa được quan tâm đúng
mức. Để phát triển mạnh ngành chăn nuôi, có được khối lượng hàng hóa lớn,
chất lượng sản phẩm cao và có khả năng cạnh tranh trên thị trường thế giới

4


cần phải đẩy nhanh công nghiệp sản xuất, chế biến thức ăn chăn nuôi. Trên cơ
sở số lượng vật nuôi hiện có và dự kiến đến năm 2010 thì lượng thức ăn chăn
nuôi dự tính để đáp ứng được nhu cầu của ngành chăn nuôi thể hiện qua
bảng 1.3.
Bảng 1.3. Dự tính nhu cầu thức ăn cho một số vật nuôi
từ năm 2000 đến năm 2010
Nhu cầu thức ăn chăn nuôi (triệu tấn)
TT

Chỉ tiêu

Năm 2000


Năm 2010

1

Thức ăn tinh cho lợn

5,75

8,40

2

Thức ăn giàu Protein cho lợn

1,02

1,70

3

Thức ăn tinh cho gia cầm

0,52

0,86

4

Thức ăn giàu Protein cho gia cầm


0,18

0,31

5

Thức ăn tinh bột cho bò

0,05

0,15

6

Thức ăn cho tôm, cá

0,10

0,30

∑

Tổng

7,62

11,7

Nhu cầu thức ăn chăn nuôi ngày càng lớn, yêu cầu máy móc chế biến mà

đặc biệt là máy nghiền ngày càng tăng lên. Các máy nghiền đang sử dụng ở
nước ta hiện nay nhìn chung có chi phí năng lượng riêng còn cao, chất lượng
sản phẩm còn thấp, người lao động sử dụng máy còn vất vả, do đó việc nghiên
cứu, thiết kế, chế tạo ra các mẫu máy mới có chi phí năng lượng riêng thấp,
chất lượng sản phẩm cao, thuận tiện trong sử dụng có một ý nghĩa hết sức thiết
thực, đem lại hiệu quả kinh tế - xã hội cao.
1.2. ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO VÀ TÍNH CHẤT CỦA XƯƠNG ĐỘNG VẬT
1.2.1. Đặc điểm về cấu tạo của xương động vật[10]
Trong cơ thể động vật, xương đóng vai trò quan trọng, chúng làm
nhiệm vụ chống đỡ, bảo vệ cơ thể; ngoài ra xương còn đóng vai trò quan
trọng trong sự chuyển hoá một số chất, đặc biệt là muối, vôi. Cấu tạo của tổ

5


chức xương cũng rất đặc biệt nhằm thích nghi với chức phận chống đỡ của tổ
chức liên kết. Từ lâu đã có nhiều công trình nghiên cứu về xương. Các tác giả
đã khám phá ra trong bộ xương có khoảng 200 xương riêng biệt. Căn cứ vào
hình dạng của xương mà người ta chia xương ra làm các loại như sau:
- Xương dài: là loại xương dạng hình trụ rỗng, xương này chia làm 3 phần:
giữa là cán xương và hai đầu là khớp xương. Xương dài có tác dụng làm cán
vận động, đồng thời có tác dụng chống đỡ toàn bộ cơ thể. Chính vì vậy nên
xương chắc và dày, nó chịu được lực kéo, nén và mômen uốn. Chính vì phải
chịu các lực tác dụng phức tạp trên, nên xương thường có tiết diện tròn, bên
trong có tuỷ và phần gần khớp là nơi bám của các cơ. Ngoài ra có loại xương
dài hình cung, xương này rất dài, hình bán nguyệt và không có ống tuỷ như
xương dài, loại xương này thường gặp là xương sườn.
-Xương ngắn: là loại xương không lớn lắm, thường là khối hơi vuông, có
nhiều cạnh, mặt ngoài của xương ngắn gần giống cổ của xương dài. Xương
cũng có tác dụng làm cán vận động, chống đỡ, ngoài ra còn có tác dụng tăng

thêm tính đàn hồi của xương.
-Xương có hình dạng phức tạp: như xương đốt sống, xương hàm trên,
xương sàng…, ngoài ra còn có một số xương nhỏ hình đĩa, hình hạt đỗ như
xương bánh chè, xương đậu, xương vừng.
1.2.2. Tính chất của xương động vật[10]
Thành phần hoá học đảm bảo cho xương một độ bền vững đặc biệt với hai
tính chất là rắn và đàn hồi. Khối lượng riêng của xương khoảng
1700÷2000kg/m3. Tính rắn của xương do chất vô cơ tạo nên, tính đàn hồi do
chất hữu cơ tạo nên. Ở xương của gia xúc, các chất vô cơ chứa rất nhiều:
Khoảng 48÷74% khối lượng vật chất khô, trong đó bao gồm khoảng 28÷53%
là chất khoáng, 32%÷32,8% là Colagen và 1,3÷26,9% mỡ. Ở xương chiếm

6


83% toàn bộ chất khoáng trong cơ thể động vật. Chất vô cơ trong xương chủ
yếu là muối Canxi như: Phosphat Canxi 51,64%; Cacbonat Canxi 11,30%;
Fluorua Canxi 2%; Clorua Canxi: 1,20% và Phosphat Magie 1,16%. Thành
phần hoá học của xương không phải là cố định mà chúng thay đổi theo lứa
tuổi. Ở gia xúc non, chất vô cơ ít, chất hữu cơ nhiều nên xương mềm và dẻo
hơn, ở gia xúc già chất hữu cơ giảm nhiều và chất vô cơ tăng do đó xương
cứng, dòn và dễ gãy hơn.
Xương sau khi làm sạch và xử lý nhiệt được nghiền nhỏ thành các hạt kích
thước khoảng 0,2÷1mm được gọi là bột xương, bột xương dùng làm thức ăn
bổ sung trong chăn nuôi. Bột xương có thành phần chủ yếu là các chất
khoáng; so với một số loại thức ăn chăn nuôi khác thì khoáng tổng số của bột
xương cao hơn rất nhiều: gấp 2,45 lần bột cá loại I; gấp 12,17 lần hạt đậu
tương và gấp 41,25 lần ngô... Vì thành phần chủ yếu là các chất khoáng nên
bột xương có giá trị năng lượng thấp, do đó bột xương được coi là một loại
thức ăn bổ sung các chất khoáng, mà chủ yếu là Canxi và Phospho cho vật

nuôi. Bột xương không những có hàm lượng Canxi và Phospho cao hơn so
với các loại thức ăn khác mà giá trị sinh học của Canxi và Phospho trong
dinh dưỡng động vật cũng rất cao. Vì vậy việc tận dụng tối đa xương động vật
để làm nguồn thức ăn bổ sung các chất khoáng cho vật nuôi là cần thiết, nó
vừa hạn chế ô nhiễm môi trường vừa mang lại hiệu quả kinh tế cao. Hàm
lượng Phospho dễ hấp thu trên hàm lượng Phospho tổng số trong một số loại
thức ăn, đặc biệt là thức ăn có nguồn gốc thực vật rất thấp, phần lớn Phospho
tồn tại ở dạng philate rất khó hấp thu; hàm lượng Phospho dễ hấp thu chỉ
chiếm khoảng 15÷30% so với Phospho tổng số (Jimmy L; Howar M, 1986).
Trong khi đó hàm lượng Phospho dễ hấp thu ở bột xương chiếm khoảng
80÷90% so với Phospho tổng số .

7


Hàm lượng Phospho tổng số và Phospho dễ hấp thu trong một số loại thức ăn
chăn nuôi được thể hiện trên bảng 1.4.
Bảng 1.4. Hàm lượng Phospho tổng số và Phospho dễ hấp thu
trong một số loại thức ăn khoáng dùng trong chăn nuôi (%)
Tên thức ăn

Phospho tổng số (%) Phospho dễ hấp thu (%)

Bột xương

11,95

9,80

Bột thịt xương 45% protein


5,25

4,87

Bột thịt xương 50% protein

4,96

4,61

Bột thịt xương 55% protein

4,29

3,99

Ở nước ta Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn quy định hàm
lượng Canxi và Photpho trong thức ăn hỗn hợp hoàn chỉnh cho gia cầm và
cho lợn được thể hiện trên bảng 1.5 và bảng 1.6.
Bảng 1.5. Hàm lượng khoáng
trong thức ăn hỗn hợp hoàn chỉnh cho gia cầm. (10 TCN 838:2006)

Số
TT

Tên nguyên tố

Gà
thịt


1

Can xi (%)

2

Phot pho tổng
số (%), min

0,8 1,2
0,6

Cho gà
Gà
Gà sinh
sinh
sản
sản
hướng
hướng
trứng
thịt
0,8 - 4,0
0,45

8

Vịt
thịt


0,8 1,2
0,50

Cho vịt
Vịt
Vịt
sinh
sinh
sản
sản
hướng hướng
thịt
trứng
0,8 - 4,0
0,60


Bảng 1.6. Hàm lượng khoáng trong thức ăn hỗn hợp hoàn chỉnh cho lợn.
Lợn con tập

Số
TT

Tên nguyên tố

1

Can xi (%)


2

Phot pho tổng số

ăn và sau cai
sữa đến 15 kg

Lợn thịt

Lợn cái và
đực hậu bị

Lợn nái
chửa và
nuôi con

0,7 – 2,0

0,8 – 1,2

0,8 – 1,0

0,8 – 1,2

0,5

0,6

0,55


0,6

(%), min

1.3. CÁC PHƯƠNG PHÁP THU GOM VÀ CHẾ BIẾN XƯƠNG ĐỘNG VẬT
1.3.1. Nguồn xương nguyên liệu và phương pháp thu gom[10]
Trung bình xương chiếm khoảng 15% trọng lượng cơ thể động vật. Tuy
nhiên tỷ lệ xương so với các phần khác của cơ thể còn phụ thuộc vào nhiều
yếu tố như: Giống, tuổi, trạng thái dinh dưỡng... Tuỳ thuộc vào mức độ đã sử
dụng của con người mà xương nguyên liệu được chia làm 3 loại: xương tươi,
xương hoang và xương bàn ăn.
- Xương tươi (green bone): đó là loại xương còn tươi, chưa qua bất kỳ khâu
chế biến nào, chúng được thu gom từ các lò mổ ngay sau khi gia súc bị giết
mổ và lọc hết thịt và mỡ.
-Xương hoang (desert bone): đó là tất cả các xương động vật để hoang hoá
một thời gian dài, các chất hữu cơ của xương đã bị phân huỷ.
- Xương bàn ăn: là toàn bộ xương thu gom được từ các nhà hàng ăn uống,
các khách sạn hoặc các hộ gia đình; nếu loại xương này không được thu gom,
chế biến ngay mà lại để hoang hoá một thời gian dài thì lại được xếp vào
nhóm xương hoang.

9


Ngoài ra trong công nghệ chế biến xương người ta còn phân chia xương
gia súc ra làm hai loại theo tính chất vật lý của chúng, đó là:
-Xương cứng: (hard bone) gồm xương ống, xương đòn, xương bả vai,
xương chậu, xương bàn, xương ngón và xương sống.
-Xương mềm: (Spongy bone) gồm xương sọ, xương sườn, xương hàm,
xương ức và lõi sừng.

Ở các nước có ngành chăn nuôi và chế biến thịt phát triển, nguồn xương
thu gom chủ yếu là xương tươi lấy từ các nhà máy giết mổ và chế biến súc
sản sau công đoạn lọc xương, tất cả các loại xương này được thu gom bằng
tay hoặc theo hệ thống băng chuyền rồi chuyển đến xưởng chế biến hoặc khu
vực sơ chế xương làm nguyên liệu cho công nghiệp chế biến Gelatin hoặc keo
dính hoặc được đưa vào cùng với xác súc vật chết, súc vật bệnh không đủ tiêu
chuẩn giết mổ để biến thành bột xương thịt hoặc bột thịt xương.
Sơ đồ thu gom xương ở các nước có ngành chăn nuôi và chế biến thịt phát
triển được thể hiện trên sơ đồ hình 1.1.
Ở hầu hết các nước đang phát triển, do điều kiện kinh tế, xã hội; phong tục,
tập quán và hệ thống lò giết mổ nhỏ lẻ, phân tán; nguồn xương tươi rất hiếm
do xương sau công đoạn lọc thịt, xương tươi được con người sử dụng làm
thực phẩm mà chủ yếu là làm nước dùng (súp) hoặc chế biến thành gia vị cho
dịch vụ ăn uống, nên xương tồn tại chủ yếu ở hai dạng là xương bàn ăn và
xương hoang. Sơ đồ thu gom xương ở các nước đang phát triển được thể hiện
trên sơ đồ hình 1.2.
Qua tìm hiểu thực tế chúng tôi thấy, ở nước ta hiện nay xương từ các lò giết
mổ hầu hết được tận dụng làm thức ăn cho người, lượng xương thải ra từ các nhà
hàng ăn uống được tận thu gần như triệt để, chúng được thu mua và gom lại với số

10


lượng lớn sau đó chuyển đến các cơ sở chế biến bột xương hoặc bán ra nước
ngoài. Xương thu gom từ các nhà hàng được thể hiện trên hình 1.3.
Nhà máy giết mổ
và chế biến thịt

Thịt tươi
đã lọc hết

xương

Đầu và
chân

Xương
tươi

Chế biến
thịt

Xác súc vật nguyên
con không đủ tiêu
chuẩn giết mổ

Chế biến bột thịt
xương,bột xương

Sơ chế

Chế biến keo dính

Chế biến Gelatin

Hình 1.1. Sơ đồ thu gom xương
ở các nước có ngành chăn nuôi và chế biến thịt phát triển.
1.3.2. Kỹ thuật sản xuất bột xương [10]
1.3.2.1. Các dạng sản phẩm từ xương động vật
Bột xương là nguồn cung cấp các chất khoáng trong thức ăn chăn nuôi. Có
3 cách chế biến bột xương chủ yếu, đó là: đốt xương; sấy khô và ninh hầm

dưới áp suất cao. Tuỳ theo phương pháp chế biến mà có thể cho ra 3 loại sản
phẩm tương ứng, đó là: tro xương (bone ash); bột xương thô (rawbone meal)

11


và bột xương hấp hơi (steam med bone meal).
Lò mổ

Thịt

Xương
tươi

Máu và phụ
tạng

Các chất thải

Bếp ăn
tập thể

Xương bàn ăn

Phơi hoặc
xương hoang

Thu gom

Chế biến

xương

Hình 1.2. Sơ đồ thu gom xương ở các nước đang phát triển

Hình 1.3. Xương thu gom từ các nhà hàng

12


- Tro xương: tro xương chỉ còn các chất khoáng; chủ yếu là Canxi
(khoảng 30%) và Phospho (khoảng15%); năng suất của tro xương khoảng
60% trọng lượng xương khô.
- Bột xương thô: bột xương thô là các cục xương đã được nghiền sơ bộ,
chúng có thể lọt qua mắt sàng có đường kính thường là: 19mm; 16mm hoặc
10mm, các hạt xương có kích thước trên được dùng để chiết cao xương hoặc
làm bột xương. Bột xương thô cần phải được khử trùng và nghiền nhỏ trước khi
bổ xung vào thức ăn chăn nuôi.
- Bột xương hấp hơi (Stean med bone meal): bột xương hấp hơi là
bột xương đã qua công đoạn xử lý nhiệt. Do sử lý nhiệt ở nhiệt độ khoảng
121÷1260C dưới áp suất khoảng 2,8kg/cm2, trong thời gian khoảng 3h nên bột
xương đã được khử trùng gần như tuyệt đối.
1.3.2.2. Qui trình công nghệ chế biến bột xương[18]
Qui trình công nghệ chế biến các loại bột xương được tiến hành theo
các bước như trên sơ đồ hình 1.4.
Cách tiến hành của mỗi bước như sau:
- Xương nguyên liệu: xương nguyên liệu là xương các loại động vật
(trâu, bò, lợn, ...), xương có thể tươi đã lọc thịt hoặc xương tận dụng, xương
hoang thu gom từ các cửa hàng ăn hoặc các lò giết mổ.
- Vệ sinh sơ bộ xương nguyên liệu: các loại xương nguyên liệu thu gom
về cơ sở chế biến được ngâm trong nước vôi 5% tối thiểu trong 7 ngày sau đó

rửa sạch các chất bẩn trên bề mặt bằng vòi nước phun mạnh hoặc thùng rửa
chuyên dùng sau đó để khô hết nước trước khi đưa vào xử lý nhiệt.
- Xử lý nhiệt bằng đốt xương: xương được xếp trên lưới sắt dày
khoảng 50cm; được đốt bằng củi hoặc than phía dưới (hình 1.5). Thời gian
đốt khoảng 2 giờ sau đó xương được đem đi nghiền nhỏ.
- Xử lý nhiệt bằng hầm xương (xử lý ướt -Wet rendering): phương

13


pháp này đòi hòi có thiết bị hầm xương (hình 1.6a). Xếp xương vào nồi, chỉ
xếp đầy 3/4 nồi và đổ nước ngập xương; phần còn lại là để chứa hơi gây áp
suất. Đặt chế độ gia nhiệt khoảng 121÷126oC và áp suất khoảng 2,8kg/cm2;
tiến hành hầm xương trong khoảng 6 giờ, sau đó ngừng cung cấp nhiệt, mở
van áp suất và mở van tháo nước dưới đáy, lấy xương đem sấy khô và đem
nghiền.
THU GOM XƯƠNG
NGUYÊN LIỆU

XỬ LÝ VỆ SINH
SƠ BỘ

XỬ LÝ NHIỆT

XỬ LÝ BẰNG
ĐỐT CHÁY

XỬ LÝ BẰNG LÒ
SẤY THAN


XỬ LÝ VỚI ÁP
SUẤT KHÔ
HOẶC ƯỚT

ĐẬP NHỎ SƠ BỘ

NGHIỀN MẢNH
HOẶC BỘT

KIỂM TRA
CHẤT LƯỢNG

ĐÓNG GÓI, GHI
NHÃN, BẢO QUẢN

Hình 1.4. Qui trình công nghệ chế biến các loại xương

14


Hình 1.5. Đốt xương
-Xử lý khô (dry rendering): dùng nồi chịu áp suất cao (Hình 1.6b) cấu
tạo nồi gồm 2 vỏ để xử lý. Xếp xương vào nồi, đưa hơi nước vào giữa hai lớp
vỏ với áp suất khoảng 4,2kg/cm2, thời gian từ 45 phút đến 90 phút sau đó hạ
áp suất và nhiệt độ rồi lấy xương mang đi sấy khô.
- Xử lý bằng sấy than: xương sạch, khô được sấy bằng lò sấy than. Lò
sấy được xây bằng gạch có hệ thống dẫn hơi nóng tiếp xúc với xương (không
đốt xương trực tiếp). Xương được xếp trên dàn sắt có bánh xe trên đường ray
để dễ dàng đưa vào sấy và lấy ra khi kết thúc. Nhiệt độ trong lò khoảng 150
đến 200oC. Thời gian sấy khoảng 6÷8 giờ, xương có màu vàng và mùi đặc

trưng.
- Làm nhỏ sơ bộ: dùng búa đập nhỏ những xương to, đặc biệt là xương
ống phải đập vỡ, xương sườn chặt ngắn khoảng 80÷100mm, xương khớp chặt
nhỏ hơn 50÷60mm.
- Nghiền: nghiền xương thành mảnh hoặc bột xương. Xương đã đập
nhỏ sơ bộ được nghiền bằng máy nghiền búa hoặc máy nghiền răng với mắt
sàng 10÷19mm (thành xương mảnh) hoặc với mắt sàng 2mm (thành bột
xương).

15


- Kiểm tra chất lượng: kiểm tra độ mịn, độ ẩm, hàm lượng Phospho,
Canxi, Protein, vi khuẩn...Các sản phẩm sau khi nghiền phải đảm bảo vệ sinh
an toàn thực phẩm theo quy định hiện hành.

Hình 1.6a. Thiết bị xử lý ướt

Hình 1.6b. Thiết bị xử lý khô

16