Hiện nay, có nhiều loại dây chuyền chiết rót với công nghệ, mức độ tự động hóa và công suất khác nhau, khiến doanh nghiệp phân vân khi lựa chọn. Cùng bơm hút chân không Hyesungtech tìm hiểu các loại dây chuyền chiết rót phổ biến qua bài viết dưới đây để lựa chọn giải pháp phù hợp với sản phẩm và nhu cầu sản xuất nhé!
Dây chuyền chiết rót là gì?
Dây chuyền chiết rót là hệ thống gồm nhiều thiết bị được kết nối và phối hợp để đưa sản phẩm vào chai, hộp, lọ, thùng… theo lượng chiết yêu cầu, sau đó thực hiện các công đoạn hoàn thiện đóng gói. Hệ thống được sử dụng trong sản xuất thực phẩm, đồ uống, mỹ phẩm, dược phẩm và hóa phẩm với cấu hình phù hợp cho từng loại sản phẩm.
Khác với máy chiết rót đơn lẻ chủ yếu đảm nhiệm việc cấp sản phẩm vào chai lọ, dây chuyền chiết rót tổ chức nhiều công đoạn thành một quy trình thống nhất. Tùy ứng dụng, quy trình có thể bao gồm cấp chai hoặc lon, làm sạch, chiết rót, đóng nắp hoặc ghép mí, kiểm tra, in mã, dán nhãn và đóng gói. Các công đoạn này được liên kết bằng hệ thống vận chuyển và điều khiển ở mức độ tự động hóa phù hợp.
Trong dây chuyền, cụm chiết rót giữ vai trò kiểm soát quá trình đưa sản phẩm vào bao bì. Lượng chiết có thể được xác định theo thể tích, khối lượng hoặc mức đầy, tùy công nghệ và yêu cầu sản xuất. Việc lựa chọn còn phải xét đến độ nhớt, khả năng tạo bọt, hàm lượng khí, kích thước hạt và nhiệt độ của sản phẩm.
Hệ dây chuyền chiết rót gồm những thiết bị:
- Thiết bị cấp và xử lý chai lọ hộp: Cấp, định hướng, súc rửa hoặc làm sạch chai, lọ, lon trước khi chiết.
- Hệ thống cấp sản phẩm: Bồn chứa, bơm, đường ống và van đưa sản phẩm đến máy chiết.
- Máy chiết rót: Đưa sản phẩm vào chai lọ, kiểm soát lượng chiết theo thể tích, khối lượng hoặc mức đầy.
- Thiết bị đóng kín: Đóng nắp, đóng nút, ghép mí hoặc hàn kín.
- Thiết bị kiểm tra: Kiểm tra lượng chiết, nắp, độ kín và loại sản phẩm không đạt.
- Thiết bị hoàn thiện đóng gói: In mã, dán nhãn, co màng và đóng thùng.
- Hệ thống vận chuyển và điều khiển: Băng tải, cảm biến và bộ điều khiển phối hợp hoạt động giữa các công đoạn.
- Hệ thống phụ trợ: Khí nén, chân không, gia nhiệt, làm lạnh và vệ sinh tại chỗ…
Phân loại dây chuyền chiết rót theo mức độ tự động hóa
Tùy theo mức độ tham gia của con người trong quá trình sản xuất, dây chuyền chiết rót thường được chia thành hai nhóm: bán tự động và tự động. Điểm khác biệt nằm ở cách cấp bao bì, vận chuyển sản phẩm và phối hợp giữa các công đoạn.
Sau đây là các loại dây chuyền chiết rót phân theo mức độ tự động hóa:
1. Dây chuyền chiết rót bán tự động
Dây chuyền chiết rót bán tự động kết hợp thiết bị cơ khí, điện hoặc khí nén với thao tác của người vận hành. Máy đảm nhiệm một số công việc như định lượng, chiết sản phẩm hoặc đóng nắp. Còn con người tham gia đặt bao bì, kích hoạt chu kỳ và chuyển sản phẩm giữa các công đoạn.
Một số trường hợp thường gặp, người vận hành đặt chai dưới đầu chiết, nhấn nút hoặc bàn đạp để bắt đầu. Máy cấp sản phẩm theo lượng đã cài đặt và tự kết thúc chu kỳ. Chai sau đó được lấy ra, chuyển sang vị trí đóng nắp, dán nhãn hoặc đóng gói.
Ưu điểm của dây chuyền bán tự động:
- Chi phí đầu tư ban đầu vừa phải phù hợp với danh nghiệp nhỏ hoặc hộ gia đình
- Thuận tiện với đơn hàng nhỏ, nhiều chủng loại sản phẩm hoặc thường xuyên thay đổi bao bì, nếu thiết bị hỗ trợ quy cách tương ứng.
- Cấu hình thường đơn giản hơn, người vận hành có thể trực tiếp theo dõi từng chu kỳ chiết.
Hạn chế cần cân nhắc:
- Năng suất phụ thuộc vào thời gian đặt chai, lấy chai, chuyển sản phẩm và số lượng nhân công.
- Tốc độ giữa các công đoạn có thể không đồng đều, gây chờ đợi hoặc tồn đọng sản phẩm.
- Việc thao tác trực tiếp nhiều làm tăng yêu cầu kiểm soát vệ sinh và tính nhất quán trong quá trình sản xuất.
- Khi tăng sản lượng, chi phí nhân công và diện tích bố trí thao tác có thể tăng theo.
2. Dây chuyền chiết rót tự động
Dây chuyền chiết rót tự động sử dụng hệ thống vận chuyển, cảm biến và bộ điều khiển để phối hợp các thiết bị theo trình tự đã thiết lập. Hầu như mọi công đoạn từ cấp bao bì, chiết rót, đóng kín đến kiểm tra, dán nhãn và đóng gói đều được tự động hóa.
Trong quá trình hoạt động, chai lọ được đưa đến vị trí chiết và xác nhận bằng cảm biến. Máy thực hiện chu kỳ cấp sản phẩm, sau đó chuyển sang công đoạn tiếp theo. Các chức năng như không chiết khi thiếu chai, dừng khi ùn tắc hoặc loại sản phẩm lỗi có thể được tích hợp theo thiết kế.
Ưu điểm của dây chuyền tự động:
- Nâng cao năng suất: Giảm thời gian thao tác và chuyển tiếp giữa các công đoạn, phù hợp với nhu cầu sản xuất liên tục.
- Giảm công việc lặp lại: Hạn chế việc đặt chai, chuyển chai hoặc kích hoạt từng chu kỳ bằng tay.
- Tăng tính ổn định của quá trình: Các thiết bị hoạt động theo thông số và trình tự được kiểm soát.
- Hỗ trợ kiểm soát chất lượng: Có thể tích hợp cân kiểm tra, camera, cảm biến mức đầy và cơ cấu loại sản phẩm không đạt.
- Thuận tiện theo dõi sản xuất: Tùy hệ điều khiển, doanh nghiệp có thể ghi nhận sản lượng, thời gian dừng và cảnh báo vận hành.
Hạn chế cần cân nhắc:
- Chi phí đầu tư, lắp đặt và tích hợp thường rất cao có thể lên tới vài tỉ đồng.
- Cần đồng bộ năng suất giữa các máy, một công đoạn chậm hoặc thường xuyên dừng có thể ảnh hưởng đến toàn dây chuyền.
- Yêu cầu nhân sự có chuyên môn cao để cài đặt, bảo trì và xử lý lỗi thiết bị.
- Thay đổi sản phẩm hoặc chai lọ có thể cần thay bộ phận dẫn hướng, điều chỉnh đầu chiết và thiết lập lại thông số.
- Hiệu quả đầu tư phụ thuộc vào mức sử dụng thực tế, thời gian đổi sản phẩm và thời gian vệ sinh.
Các loại dây chuyền chiết rót luôn được hướng đến sử dụng cho các nhà máy lớn, sản xuất hiện đại và tiên tiến ví dụ như Vinamilk, TH True Milk, nà máy Dutch Lady, Nhà máy Bia SABECO,…
Các công nghệ chiết rót phổ biến hiện nay
Công nghệ chiết rót trọng lực
Chiết rót trọng lực tận dụng chênh lệch độ cao giữa bồn chứa và đầu chiết để đưa chất lỏng vào chai lọ. Khi van mở, sản phẩm chảy xuống, van đóng khi đạt điều kiện kết thúc chu kỳ. Công nghệ này thường phù hợp với chất lỏng dễ chảy, có độ nhớt thấp như nước uống không gas và một số dung dịch hóa phẩm.
Ưu điểm là cơ cấu tương đối đơn giản, thuận tiện trong vận hành và bảo trì. Tuy nhiên, với cấu hình định lượng theo thời gian mở van, cần duy trì mức sản phẩm trong bồn và đặc tính dòng chảy ổn định. Sự thay đổi độ nhớt, nhiệt độ hoặc cột áp có thể làm thay đổi lượng chiết.
Công nghệ chiết rót chân không
Chiết rót chân không sử dụng hệ thống hút khí để tạo áp suất trong chai thấp hơn phía cấp sản phẩm. Chênh lệch áp suất hình thành giúp đưa chất lỏng từ bồn chứa vào chai. Công nghệ chiết rót chân không được sử dụng rất phổ biến trong các loại dây chuyền chiết rót rượu vang, dầu ăn và các sản phẩm lỏng phù hợp.
Hiệu quả chiết phụ thuộc vào độ kín tại miệng chai, mức chân không, tính chất sản phẩm và cấu tạo đầu chiết. Chai lọ cần chịu được chênh lệch áp suất làm việc mà không biến dạng. Hệ thống cũng cần kiểm soát bọt, hơi và chất lỏng cuốn theo để bảo vệ bơm chân không.
Xem thêm: https://vacuumservices.com.vn/lap-dat-bom-chan-khong/
Công nghệ chiết rót đối áp
Chiết rót đối được sử dụng phổ biến cho bia và nước giải khát có gas. Trước khi cấp sản phẩm, bao bì được nạp khí để đưa áp suất bên trong đến mức phù hợp với hệ thống chiết. Sau đó, van sản phẩm mở, chất lỏng đi vào trong khi khí được thoát hoặc hồi về theo đường kiểm soát.
Mục tiêu là hạn chế CO₂ thoát khỏi sản phẩm và giảm tạo bọt trong quá trình chiết. Sau khi đạt lượng yêu cầu, áp suất trong khoảng không phía trên sản phẩm được giảm có kiểm soát trước khi bao bì rời đầu chiết.
Công nghệ chiết rót định lượng bằng piston
Công nghệ piston định lượng sản phẩm dựa trên thể tích dịch chuyển trong xi lanh. Ở hành trình nạp, sản phẩm được hút vào buồng định lượng; Ở hành trình đẩy, sản phẩm đi qua van và đầu chiết vào bao bì. Điều chỉnh hành trình piston giúp thay đổi thể tích chiết.
Phương pháp này thường được lựa chọn cho nước sốt, kem, gel, dầu gội và nhiều sản phẩm có độ nhớt trung bình đến cao. Truyền động servo còn cho phép điều chỉnh tốc độ piston theo từng giai đoạn để phù hợp với quá trình cấp sản phẩm.
Để duy trì độ lặp lại, cần bảo đảm buồng định lượng được nạp đầy, hạn chế khí lẫn và kiểm tra độ kín của piston, van. Với sản phẩm có hạt, kích thước đường dẫn và cấu tạo van phải phù hợp để tránh tắc nghẽn hoặc làm hỏng hạt.
Công nghệ chiết rót bằng bơm định lượng
Ngoài piston, máy chiết có thể sử dụng bơm bánh răng, bơm thùy hoặc bơm nhu động. Tùy cấu hình, lượng sản phẩm được kiểm soát theo vòng quay, thời gian hoạt động hoặc tín hiệu phản hồi từ thiết bị đo. Lựa chọn loại bơm phụ thuộc vào độ nhớt, đặc tính hạt, yêu cầu vệ sinh và mức độ tác động cơ học cho phép lên sản phẩm.
Riêng bơm nhu động sử dụng cơ cấu ép tuần tự lên ống mềm để vận chuyển chất lỏng. Trong đầu bơm, sản phẩm nằm trong ống và không tiếp xúc trực tiếp với các chi tiết truyền động. Đặc điểm này thuận tiện cho những ứng dụng cần thay đường dẫn sản phẩm giữa các lô.
Công nghệ chiết rót sử dụng lưu lượng kế
Ở công nghệ này, lưu lượng kế đo lượng sản phẩm đi qua đường chiết. Bộ điều khiển nhận tín hiệu đo và điều khiển van để kết thúc quá trình khi đạt giá trị cài đặt. Phương pháp này được sử dụng trên nhiều hệ thống chiết đồ uống và chất lỏng công nghiệp.
Độ chính xác thực tế phụ thuộc vào lựa chọn cảm biến, điều kiện lắp đặt, khí lẫn trong dòng sản phẩm và khả năng đóng van. Không thể dùng một loại lưu lượng kế cho mọi chất lỏng.
Công nghệ chiết rót bằng cân định lượng
Chiết rót bằng cân sử dụng cảm biến lực để theo dõi khối lượng trong quá trình cấp sản phẩm. Với phương pháp cân khối lượng tịnh, hệ thống xác định khối lượng bao bì rỗng, sau đó kiểm soát lượng sản phẩm được bổ sung đến giá trị yêu cầu.
Phương pháp này phù hợp khi cần kiểm soát trực tiếp lượng sản phẩm theo khối lượng. Hệ thống có thể chia quá trình thành giai đoạn cấp nhanh và cấp chậm để kết hợp năng suất với khả năng dừng chính xác.
Các yếu tố cần kiểm soát gồm rung động, lực tác động từ cơ cấu vận chuyển và lượng sản phẩm tiếp tục rơi sau khi van đóng. Nếu yêu cầu thành phẩm được quy định theo thể tích, cần tính đến khối lượng riêng và nhiệt độ khi chuyển đổi sang giá trị khối lượng.
Công nghệ chiết rót tràn theo mức
Chiết rót tràn đưa sản phẩm vào chai lọ đến một mức xác định bởi cấu tạo đầu chiết. Khi chất lỏng đạt mức này, phần dư được dẫn hồi về hệ thống qua đường tràn. Công nghệ thường phù hợp với chất lỏng dễ chảy và bao bì trong suốt, nơi sự đồng đều của mức đầy có ý nghĩa về hình thức.
Mức đầy đồng đều không đồng nghĩa với thể tích hoàn toàn bằng nhau, do dung tích bên trong mỗi bao bì có thể sai khác. Khi lựa chọn, cần đánh giá thêm yêu cầu lượng chiết, khả năng hồi lưu và điều kiện vệ sinh của sản phẩm.
Phân loại dây chuyền chiết rót theo cấu hình máy và cách tổ chức hệ thống
Dây chuyền sử dụng máy chiết rót dạng thẳng
Ở cấu hình dạng thẳng, các đầu chiết thường được bố trí thành một hoặc nhiều hàng. Chai hộp di chuyển theo tuyến băng tải đến khu vực chiết, sau đó được định vị để nhận sản phẩm.
Đặc điểm nổi bật:
- Thuận tiện bố trí nối tiếp với máy đóng nắp, dán nhãn và các thiết bị khác.
- Có thể hỗ trợ nhiều hình dạng, kích thước chai lọ nếu cơ cấu dẫn hướng và đầu chiết được thiết kế phù hợp.
- Dễ tiếp cận khu vực đầu chiết để quan sát, điều chỉnh và bảo trì.
- Có thể tăng số đầu chiết trong giới hạn thiết kế, nhưng cần kiểm tra khả năng cấp liệu và vận chuyển chai lọ tương ứng.
Cấu hình này được ứng dụng cho nước sốt, dầu ăn, mỹ phẩm, hóa phẩm và nhiều loại chất lỏng khác…
Dây chuyền sử dụng máy chiết rót dạng quay
Máy chiết dạng quay bố trí các vị trí chiết quanh một mâm quay. Chai lọ được đưa vào máy bằng cơ cấu chia bước, bánh sao hoặc cơ cấu chuyển tiếp phù hợp, rồi di chuyển cùng mâm quay trong quá trình chiết.
Các bước như định vị, làm kín miệng chai, xử lý khí, cấp sản phẩm và kết thúc chiết được thực hiện tại những vùng xác định trên quỹ đạo quay.
Đặc điểm nổi bật:
- Cho phép nhiều chai lọ được xử lý đồng thời tại các giai đoạn khác nhau.
- Phù hợp với dây chuyền cần duy trì dòng sản phẩm liên tục và năng suất cao.
- Yêu cầu đồng bộ chính xác giữa cơ cấu cấp, mâm chiết và bộ phận chuyển ra.
- Khi đổi quy cách chai hộp, có thể cần thay bánh sao, bộ dẫn hướng hoặc điều chỉnh cơ cấu giữ.
Máy chiết dạng quay thường gặp trong sản xuất nước uống, bia, nước giải khát và các sản phẩm đóng chai, đóng lon…
Trên đây là các loại dây chuyền chiết rót phổ biến hiện nay cùng những đặc điểm và ứng dụng tiêu biểu. Mỗi loại phù hợp với những yêu cầu sản xuất khác nhau, vì vậy doanh nghiệp cần cân nhắc đặc tính sản phẩm, bao bì, năng suất và điều kiện vận hành trước khi lựa chọn. Hy vọng bài viết giúp quý anh chị có thêm cơ sở để đầu tư dây chuyền phù hợp, kiểm soát lượng chiết ổn định và tối ưu chi phí sản xuất.
Xem thêm: 10 cách tăng tốc độ chiết rót trong sản xuất công nghiệp
