Sự phát triển của thiết bị dây chuyền chiết rót: Thủ công đến tự động

Giới thiệu

Tổng quan về chủ đề

Sự xuất hiện của các loại máy chiết rót tự động đã thúc đẩy sự phát triển nhanh chóng của các công ty sản xuất và hiện nay nó được ứng dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp, điều này cho thấy sự tiến bộ của máy chiết rót tự động đã ảnh hưởng lớn đến thế nào đối với nền sản xuất.

Hiện nay, nhiều loại máy chiết rót tự động được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp thực phẩm, công nghiệp đồ uống, công nghiệp hóa chất, v.v. Chúng kết hợp với các hệ thống băng tải, các loại máy khác tạo thành dây chuyền chiết rót với mức độ tự động cao.

Qua bài viết này, chúng ta không chỉ tìm hiểu về các thiết bị trong dây chuyền chiết rót tự động mà còn là những thiết bị, dây chuyền “tiền bối” của chúng. Tìm hiểu xem sự phát triển của thiết bị, dây chuyền chiết rót như thế nào.

Tầm quan trọng của thiết bị dây chuyền chiết rót trong một số ngành công nghiệp khác nhau

Ngành đồ uống:

Trong tất cả các ngành công nghiệp sử dụng chất lỏng như đồ uống có ga, bia, rượu thì các loại máy chiết rót được sử dụng nhiều nhất. Hầu hết máy chiết rót thực hiện chiết rót theo thể tích đảm bảo chiết rót chính xác vào các chai, lọ sản phẩm. Máy chiết rót được trang bị các tính năng tự động dễ dàng điều chỉnh các thông số để đáp ứng được nhu cầu từng loại sản phẩm.

Ngành dược liệu:

Máy chiết rót dược liệu dùng để chiết rót các nguyên liệu dạng lỏng, dạng sệt cô đặc hay các viên nhỏ, bột dạng rắn trong ngành dược phẩm, mỹ phẩm. Máy có khả năng chiết rót định lượng chính xác nguyên liệu vào các chai lọ đựng sản phẩm giúp tiết kiệm nhiên liệu, tiết kiệm chi phí vận hành sản xuất. Ngoài ra, Máy chiết rót dược liệu còn có thể kết hợp với các loại máy khác để tạo thành dây chuyền sản xuất dược liệu hiện đại, hiệu quả cao đáp ứng đầy đủ các tiêu chuẩn của nhà máy.

Ngành thực phẩm:

Thường thấy trong các dây chuyền sản xuất các loại hạt, bột, viên, đồ ăn dạng bán lỏng v.v. Các loại máy chiết rót thường tích hợp luôn chức năng, mở bao bì, đóng gói tạo thành một dây sản phẩm (Dây snack, dây bột gia vị, v.v).

Thiết bị trong dây chuyền chiết rót thủ công

Định nghĩa và mô tả về thiết bị trong dây chuyền chiết rót thủ công

Các loại máy hay dụng cụ chiết rót thủ công bằng tay được thiết kế đơn giản, dùng để chiết rót các loại nguyên liệu từ rắn tới lỏng vào các loại chai, lọ, bao bì, v.v. Các loại máy này được sử dụng chủ yếu tại các kiểu sản xuất hộ gia đình, các cơ sở sản xuất có quy mô nhỏ, các cơ sở kinh doanh, v.v.

Hiện nay, chúng hiếm khi được kết hợp để tạo thành các dây chuyển chiết rót lớn. Những dây chuyền chiết rót sử dụng chúng chỉ có thể tồn tại dưới dạng sử dụng nhân công là chính, tại thời điểm các loại máy bán tự động, tự động chưa ra đời hay tại những nơi không đủ kinh tế để đầu tư máy bán tự động, tự động.

Ưu điểm và nhược điểm của thiết bị thủ công

Ưu điểm

• Điều chỉnh thể tích chiết rót nguyên liệu vào các chai đựng rất thuận tiện và nhanh chóng.

• Thao tác đơn giản, dễ dàng.

• Thiết kế gọn nhẹ, di chuyển dễ dàng và có thể đặt trên bàn để thao tác.

• Thiết bị thường không dùng điện để làm việc nên tiết kiệm điện năng và an toàn với người vận hành.

Nhược điểm

• Phụ thuộc nhiều vào nhân công

• Năng suất thấp.

• Định lượng kém chính xác.

• Có thể xảy ra tình trạng rơi rớt, lãng phí nguyên liệu.

• Chỉ sử dụng với mô hình nhỏ như sản xuất hộ gia đình, xưởng sản suất nhỏ, cơ sở kinh doanh.

Ví dụ các thiết bị trong dây chuyền chiết rót thủ công

Các loại phễu: Vật dụng cổ xưa nhất để con người sử dụng cho mục đích chiết rót.

Các loại máy thủ công: Cơ cấu đơn giản nhưng với sự tiến bộ khoa học chúng có thể tích hợp thêm các chức năng như gia nhiệt, định lượng mỗi lần rót, v.v . Chúng thường dùng trong các cơ sở bán hàng hóa dạng lỏng.

Các loại ống cao su hỗ trợ:

Dụng cụ đo thủ công:

Ngoài ra, một dây chuyền chiết rót thủ công còn có thể có các thiết bị khác với mục đích như làm sạch chai lọ, đóng nắp thủ công, vận chuyển, v.v.

Thiết bị dây trong chuyền chiết rót bán tự động

Định nghĩa và mô tả thiết bị dây chuyền chiết rót bán tự động

Các loại máy, thiết bị chiết rót bán tự động là các thiết bị được sử dụng để chiết rót các sản phẩm ở dạng lỏng, bán lỏng, rắn vào bao bì, chai lọ, v.v để đảm bảo chất lượng cho hàng hóa, sản phẩm. Chúng là sự tích hợp từ các thiết bị thủ công với các hệ thống cơ khí, điện - điện tử nhằm giảm bới sự lệ thuộc vào con người, tăng mức độ tự động cho máy.

Ưu điểm và nhược điểm của thiết bị bán tự động

Ưu điểm

• Giá thành thấp hơn so với máy chiết rót tự động.

• Giảm mức độ lao động của con người.

• Tăng năng suất so với thủ công.

• Kiểm soát chất lượng và nguyên liệu tốt hơn thủ công.

Nhược điểm

• Mức độ nguy hiểm cao hơn các thiết bị thủ công.

• Tốc độ đóng chai chậm hơn so với máy chiết rót tự động,

• Không phù hợp với ứng dụng đòi hỏi năng suất sản xuất quá cao.

• Đòi hỏi nhân công, tăng chi phí nhân công.

• Sai số trong quá trình đóng chai có thể xảy ra do thao tác thủ công.

• Cơ cấu hệ thống phức tạp hơn so với thủ công.

Ví dụ về thiết bị trong dây chuyền chiết rót bán tự động

Các loại máy chiết rót bán tự động thường được sử dụng trong các dây chuyền chiết rót sản phẩm yêu cầu sản lượng thấp đến trung bình cao, yêu cầu độ chính xác trong quá trình đóng chai không quá cao. Ví dụ như các dây chuyền sản xuất các loại dầu, nước uống nhỏ lẻ, thực phẩm đóng hộp, mỹ phẩm, sản phẩm chăm sóc cá nhân, v.v.

Trong một dây chuyền chiết rót bán tự động có thể có sự kết hợp giữa nhiều loại máy tự động với hệ thống băng tải để vận chuyển sản phẩm đến từng công nhân thực hiện những nguyên công khác nhau.

Máy chiết rót chai bán tự động DV-11

May rửa chai lọ bán tự động

Và rất nhiều loại máy khác như máy đóng nắp chai, tay gắp vận chuyển, v.v. Trong một dây chuyền chiết rót bán tự động có thể có những nguyên công được thực hiện thủ công và ngược lại.

Thiết bị trong dây chuyền chiết rót hoàn toàn tự động

Định nghĩa và mô tả thiết bị dây chuyền chiết rót hoàn toàn tự động

Các loại máy chiết rót trong dây chuyền chiết rót tự động là những máy móc có mức độ tự động hóa cao được sử dụng rộng rãi trong các nhà máy sản xuất và đóng chai dung dịch, hóa chất hiện nay. Các thiết bị chiết rót tự động thích hợp cho các dây chuyền chiết rót phức tạp, có yêu cầu kỹ thuật cao và yêu cầu an toàn thực phẩm, chẳng hạn như dây chuyền chiết rót nước tinh khiết, dây chuyền chiết rót, đóng chai và dán nhãn tự động.

Điểm khác biệt so với các loại máy bán tự động là chúng có các hệ thống cảm biến phức tạp để thay thế con người nhận biết và thực hiện công việc mà không cần con người can thiệp.

Ưu điểm và nhược điểm của thiết bị hoàn toàn tự động

Ưu điểm

• Tốc độ chiết rót nhanh hơn và hiệu quả sản xuất cao hơn so với máy chiết rót bán tự động.

• Khả năng tự động hóa hoàn toàn giúp giảm sự phụ thuộc vào nhân công.

• Tối ưu hóa chi phí sản xuất và giảm thiểu sai sót trong quá trình chiết rót.

• Được thiết kế để xử lý các loại chai khác nhau và chuyển đổi giữa chúng dễ dàng.

• Tính ổn định cao và ít bị lỗi tạo phế phẩm.

Nhược điểm

• Chi phí đầu tư ban đầu cao hơn so với máy chiết rót bán tự động.

• Hệ thống thường lớn và vị trí cố định khó di chuyển.

• Yêu cầu bảo trì, sửa chữa và kiểm tra thường xuyên để đảm bảo hoạt động hiệu quả.

• Trình độ kiến thức để vận hành và giám sát.

Ví dụ về thiết bị dây chuyền chiết rót hoàn toàn tự động

Máy chiết rót tự động thường được sử dụng trong các sản phẩm có yêu cầu tốc độ sản xuất cao, đòi hỏi độ chính xác cao và yêu cầu độ tin cậy cao. Ví dụ như sản xuất đồ uống, dược phẩm, nước giải khát, nước hoa quả và các sản phẩm hóa chất ở mức độ quy mô rất lớn.

Một dây chuyền chiết rót tự động thường được tự động hóa hoàn toàn các nguyên công chính và hiếm khi ngắt quãng bởi nguyên công thủ công hay bán tự động. Ngoài ra hệ thống băng tải thường là bắt buộc.

Máy rửa chai tự động

Máy chiết rót tự động

Máy đóng nắp chai tự động

Ngoài ra là các nguyên công dán nhãn, kiểm tra, loại bỏ hàng lỗi và chuyển sang dây chuyền đóng gói.

Sự phát triển của thiết bị dây chuyền chiết rót

Các yếu tố ảnh hưởng đến sự phát triển của thiết bị dây chuyền chiết rót

Một dây chuyền chiết rót sản xuất đồ uống có thể tiết kiệm đáng kể chi phí bằng cách giảm bớt các lực cơ học bất lợi do đáp ứng được nhu cầu sản xuất.

Áp suất:

Hệ thống băng tải chịu cường độ áp suất cao, có thể nén chặt các chai lọ, thùng chứa. Do đó, dẫn đến việc bông tróc nhãn, làm nhãn bị trầy xước.

Các yếu tố cơ học liên quan khác như độ nghiêng, độ xoáy và ma sát, dẫn đến hư hỏng do va chạm nhiều và trầy xước do nén chặt chai.

Việc sản suất với tốc độ cao làm hao mòn các thiết bị, các biện pháp bảo trì diễn ra thường xuyên.

Các nguyên nhân phổ biến của tốc độ sản xuất là do quá trình điều khiển, thiết kế dây chuyền và độ mòn băng tải.

Tác động và va chạm lực:

Va chạm là một lực gây tổn hại thường gặp khi xử lý các đồ đựng bằng thủy tinh. Việc vỡ chai có thể xảy ra do luôn hoạt động trong quá trình lâu dài và thường xuyên nhận được một lực tác động.

Tuy nhiên, quan trọng là phải hiểu nguyên nhân chính gây ra hiện tượng rung trong quá trình sản xuất bằng cách đo Inch (IPS). Nó giúp máy nâng cao hiệu suất và hạn chế vỡ bình chứa.

Nói cách khác, xếp hạng IPS đơn giản có nghĩa là vật chứa bằng thủy tinh được chuyên dụng đều có một tỷ lệ nứt nhất định khi nó bị cản trở bởi khối lượng xác định.

Phép đo IPS đã được xem như một đánh giá cho các nhà sản xuất chai. Nó cũng là một thang đo lường quan trọng trong thiết kế các thùng chứa, chai lọ nhẹ.

Tải trọng:

Việc đóng nút, niêm phong và đóng nắp không đúng cách sẽ tạo lực lên các chai gây gãy cổ chai và hư hỏng. Tương tự như vậy, pallet chứa quá mức sẽ có các lỗi niêm phong, có thể ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm.

Hầu hết các máy chiết rót có trên 12 đầu và chiết rót nhiều chai cùng một lúc, do đó việc điều chỉnh sản phẩm được thực hiện thường xuyên hơn, đặc biệt khi kích thước hoặc loại chai được thay đổi.

Tiến bộ công nghệ thúc đẩy tự động hóa trong thiết bị dây chuyền chiết rót

Những tiến bộ công nghệ nhanh chóng và sự thâm nhập của máy móc tự động trong các ngành công nghiệp khác nhau để giảm thiểu sự can thiệp của con người và các quy định nghiêm ngặt của chính phủ về sự an toàn của dây chuyền sản xuất đang thúc đẩy sự tăng trưởng của thị trường máy chiết rót chất lỏng.

Nghiên cứu điển hình cho thấy sự chuyển đổi từ thiết bị thủ công sang thiết bị tự động

Ngày nay, nhiều nhà sản xuất tuân theo chiến lược sản xuất tinh gọn tổng thể. Lắp đặt dây chuyền sản xuất tự động hóa là xu hướng trong tương lai của các doanh nghiệp. Giúp doanh nghiệp thúc đẩy năng lực sản xuất và nâng cao chất lượng. Hệ thống dây chuyền sản xuất là bước tiến mới của hoạt động sản xuất hiện đại. Do đó việc thiết kế dây chuyền sản xuất rất dược quan tâm và chú trọng bởi những lợi ích mà nó đem lại.

Lợi ích của dây chuyền chiết rót tự động

Tăng hiệu quả và năng suất

Đầu tiên, ứng dụng dây chuyền chiết rót tự động cho phép đóng gói và đóng chai chiều sản phẩm cùng một lúc hơn hẳn khi đóng gói bằng tay. Với cách chiết rót thủ công hoặc bán tự động chắc chắn sẽ cần nhiều người hơn vì năng suất làm thủ công rất thấp.

Bạn chỉ cần chuẩn bị nguyên liệu đầu vào, sau đó chỉ cần cài đặt các thông số và ấn nút, để máy tự động lấy. Tùy từng loại máy, bạn chỉ cần 1 đến 2 nhân công cho và lấy hộp đựng dung dịch sau khi chiết.

Hầu hết các dung dịch có thể được chiết rót và đóng gói dễ dàng bằng hệ thống định lượng. Từ các dung dịch bình thường đến các dung dịch có độ nhớt cao như mật ong, chất bôi trơn hoặc bột nhão, dây chuyền sẽ tự động chiết rót số lượng đặt trước. Bơm đầy đủ trong mỗi chu kỳ.

Tăng cường độ chính xác và độ chính xác

Việc chiết rót thủ công có thể dẫn đến sự chênh lệch về khối lượng sản phẩm. Mặc dù một số thiết bị đo lường có thể giúp giảm sai số và chênh lệch thể tích trong chai, chẳng hạn như lon, chai tiêu chuẩn có vạch chia độ để phân loại, cân,…

Tiết kiệm chi phí và cải thiện lợi nhuận

Việc sử dụng máy chiết rót tự động giúp các cơ sở sản xuất, nhà máy tiết kiệm đáng kể chi phí nhân công và thời gian sản xuất. Giảm số lượng lao động tham gia vào quá trình chiết rót làm giảm đáng kể chi phí lao động, chi phí đào tạo và các chi phí liên quan cho chủ doanh nghiệp.Do tiếp xúc nhiều với dung dịch chiết rót, dung dịch thực phẩm ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe con người. Vì vậy, hầu hết các loại máy này đều được làm bằng thép không gỉ, không bị han gỉ hay ăn mòn, đảm bảo an toàn vệ sinh, nên máy hoạt động rất bền bỉ với thời gian.

Những thách thức và cân nhắc trong việc triển khai tự động hóa

Ý nghĩa đầu tư ban đầu và chi phí

Đối với hầu hết các doanh nghiệp, lao động rất tốn kém, đặc biệt khi bạn tính đến thuế tiền lương, tiền nghỉ lễ, lương ốm đau, đào tạo và hưu bổng. Thuê thêm nhân viên để tăng trưởng trong tương lai có thể làm giảm lợi nhuận. Để khắc phục điều này, hệ thống tự động hóa có thể thay thế một số lượng lớn lao động thủ công.

Yêu cầu về đào tạo và kỹ năng của lực lượng lao động

Đối với các loại máy thủ công hay bán tự động thao tác có thể là khá dễ dàng và chỉ cần đào tạo về an toàn. Tuy nhiên với các máy tự động công việc của con người không còn là thao tác trực tiếp trên máy mà là giám sát máy, công việc này đòi hỏi phải đào tạo bài bản vì các cơ cấu rất phức tạp. Việc đào tạo bài bản, chuyên sâu giúp người vận hành nhận ra các mối nguy hiểm tiềm tang và tránh được nguy cơ hỏng hóc.

Những cân nhắc về bảo trì và xử lý sự cố

Việc hư hao, máy gặp sự cố sẽ gây tổn thất cho doanh nghiệp sản xuất và việc bảo dưỡng thiết bị thường xuyên là đặc biệt quan trọng.

Trước khi vận hành máy, đọc kỹ các hướng dẫn được cung cấp bởi nhà cung cấp và các ghi chú trong quá trình cài đặt, hiểu nguyên tắc hoạt động của máy và làm quen với các phương thức hoạt động và kỹ năng sữa lỗi cơ bản.

Hệ thống nước, điện và khí phải đảm bảo được cung cấp ổn định. Có bản kế hoạch xử lý cho các trường hợp mất điện, nước một đột ngột. Đảm bảo các hệ thống trên được kiểm tra thường xuyên.

Máy chiết rót dễ gặp vấn đề về ốc bu lông và dầu bôi trơn trong thời gian hoạt động, vì vậy nó nên được kiểm tra và khắc phục kịp thời;

Khi máy rót bị lỗi, nhấn nút dừng khẩn cấp kịp thời, tắt nguồn khi cần thiết, hãy kiểm tra nguyên nhân và sữa lỗi. Nếu không thể xử lý thì hãy liên hệ với nhà cung cấp để được bảo trì.

Máy chiết rót có yêu cầu nghiêm ngặt đối với môi trường hoạt động. Phải vệ sinh trước khi hoạt động hàng ngày để giữ cho thiết bị luôn khô ráo và hợp vệ sinh.

Trước khi khởi động lại máy đã lâu không chạy, bạn cần kiểm tra kỹ hệ thống nước, điện, khí tại chỗ, siết chặt các bộ phận, thay thế các bộ phận bị mòn.

Xu hướng và đổi mới trong tương lai về thiết bị dây chuyền chiết rót

Các công nghệ mới nổi trong tự động hóa thiết bị dây chuyền chiết rót

Các máy chiết rót hiện đại thường được trang bị các cảm biến và hệ thống điều khiển tự động ngày càng chính xác để giám sát và điều chỉnh lượng sản phẩm được đóng vào mỗi chai hoặc bình. Việc sử dụng các thiết bị này ngày càng giúp giảm thiểu sự sai lệch trọng lượng sản phẩm chiết rót vào mỗi chai và đảm bảo sự đồng nhất trong quá trình sản xuất.

Vai trò của trí tuệ nhân tạo và học máy

Có thể áp dụng trí tuệ nhân tạo và học máy vào thu thập dữ liệu của hệ thống. Từ đó đưa ra điều chỉnh để tối ưu hiệu quả với từng vật chứa, dây chuyền.

Dự đoán về tương lai của thiết bị dây chuyền chiết rót

Ngày nay, khi nhu cầu về hàng hóa đóng gói sẵn và sẵn có ở mức cao, điều quan trọng là phải có quy trình sản xuất phù hợp cho doanh nghiệp của bạn để tăng sản lượng sản phẩm và giảm chi phí lao động thủ công. Một trong những lợi thế lớn mà hệ thống rót mang lại trong thời đại sản xuất hiện tại của chúng ta là nhờ những tiến bộ của công nghệ kỹ thuật số trong 25 năm qua, điều này cũng làm giảm nhu cầu về lực lượng lao động phổ thông.

Kết luận

Tóm tắt các điểm chính đã thảo luận

Các loại máy trong dây chuyền chiết tự động hiện nay được chế tạo trên nền tảng công nghệ hiện đại nên có khả năng chiết rót định lượng chính xác cao với sản lượng cao hơn rất nhiều so với các loại máy chiết thông thường. Đây là một trong những yếu tốt có tác động rất quan trọng đến chiến lược cạnh tranh bằng giá với các đối thủ khác trên thị trường khi giảm thiểu nguồn chi phí sản xuất.

Tầm quan trọng của việc áp dụng tự động hóa trong thiết bị dây chuyền chiết rót

Máy hoàn toàn tự động có thể thay đổi dây chuyền sản xuất giữa các sản phẩm, khiến chúng trở nên linh hoạt cho các doanh nghiệp đang tìm kiếm hiệu quả cao hơn. Chúng có thể xử lý tất cả các chất lỏng nhớt, chất bán rắn và bột nhão mà không cần thay đổi thiết lập. Những cải tiến mới kết hợp vòi phun, nắp và dây chuyền chiết rót để tự động hóa cao hơn, độ chính xác cao hơn và vệ sinh dễ dàng hơn trong sản xuất cũng có nghĩa là nhà sản xuất có thể điều chỉnh sản xuất và tăng công suất với chi phí chấp nhận được.