17:14 ICT Chủ nhật, 22/10/2017
Rss Feed

Thiết bị tự động dán kẹo sáo

Đăng lúc: Thứ ba - 18/04/2017 11:13 - Người đăng bài viết: Cộng tác viên

 

Hai tác giả Phạm Văn Toản và Ngô Thanh Bình ở Khoa Cơ điện – Điện tử, Trường Đại học Lạc Hồng đã nghiên cứu, thiết kế, chế tạo và đưa vào ứng dụng thiết bị tự động dán kẹo với năng suất 1,2s/viên kẹo, gấp hơn 4.4 lần so với sản xuất thủ công, sản phẩm lỗi thấp hơn 1%.

Máy tự động dán kẹo sáo. Ảnh Internet

Máy tự động dán kẹo sáo. Ảnh Internet

Kẹo sáo là loại kẹo phổ biến ở Nam Bộ có 2 nửa viên được dán với nhau tạo thành khe rỗng bên trong, khi thổi qua lỗ, tạo thành tiếng sáo nên dân gian gọi là kẹo sáo.

Việc sản xuất kẹo sáo tại các xưởng sản xuất hiện nay đều theo kiểu thủ công theo quy trình: công nhân đặt nửa viên kẹo dưới vào khuôn, quét chất kết dính lên mặt kẹo, đặt úp nửa viên kẹo trên, dùng tay ép kẹo nửa trên xuống cho dính, lấy kẹo ra. Sản xuất thủ công cho năng suất thấp và sử dụng hàng trăm công nhân làm việc ngày đêm trong một khâu sản xuất để đảm bảo yêu cầu thị trường. Hơn nữa, làm kẹo bằng tay không đảm bảo tiêu chuẩn vệ sinh thực phẩm. Ngoài ra, chất kết dính quét bằng tay tốn và không đều ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm (bôi chất kết dính ít, 2 nửa không dính, bôi chất kết dính nhiều bịt lỗ thổi không kêu). Chất kết dính thường bị lem ra viền khuôn nên phải thường xuyên cọ rửa khuôn.

 tb41

 Sản xuất kẹo sáo kiểu thủ công. Ảnh Internet

Mục tiêu của hai tác giả khi nghiên cứu, chế tạo thiết bị tự động dán kẹo là thiết bị cần phải có năng suất cao, hoạt động ổn định, giá thành thấp và đảm bảo các điều kiện vệ sinh, an toàn thực phẩm và cho phép giảm giá thành sản xuất kẹo.

Thiết bị được thiết kế gồm bộ nạp viên kẹo ngửa, bộ nạp viên kẹo sấp vào máy, bôi chất kết dính, khuôn, cơ cấu ép dán và lấy sản phẩm ra.

Theo hai tác giả, đối với nửa viên kẹo (phôi) có kích thước nhỏ (đường kính 2 cm) và nhẹ, việc sử dụng bộ cấp phôi kiểu rung động là phù hợp nhất. Bộ cấp phôi kiểu rung động hoạt động theo nguyên lý là lực rung truyền sang phôi làm cho phôi thực hiện các dịch chuyển cưỡng bức theo lực quán tính trên rãnh xoắn gắn ở trong lòng cơ cấu rung. Phễu được đặt trên 3 lò xo lá được xếp nghiêng so với phương thẳng đứng một góc 200 theo cùng 1 hướng. Khi nam châm điện hút đáy phễu xuống phía dưới theo phương thẳng đứng thì các thanh lò xo lá bị uốn và đồng thời xoay đi một góc và mang phễu quay xung quanh tâm nó một góc theo chiều đi xuống. Ở vị trí xoay, nam châm điện mất tác dụng, lò xo lại trả phễu về lại trạng thái ban đầu. Như vậy, nếu có phôi nằm ở trên cánh xoắn, với lực rung phù hợp, phôi sẽ có chuyển động tương đối so với cánh xoắn đi dần lên phía trên.

Cơ cấu cấp phôi kiểu phễu rung động có nhiều ưu điểm như kết cấu đơn giản, gọn, ít xảy ra hiện tượng tắc hoặc kẹt phôi khi di chuyển. Tốc độ dịch chuyển phôi đều đặn, năng suất cao và phù hợp cho phôi có hình dạng phức tạp và khó định hướng.

Khi phễu rung, viên kẹo sẽ tản ra xung quanh thành phễu và bắt đầu đi tới đầu mối cánh xoắn và sau đó tiếp tục chuyển động theo cánh xoắn lên trên. Một thanh gạt sử dụng để gạt những viên kẹo chồng lên nhau và giữ cho viên kẹo thành hàng 1 lớp. Máy dán kẹo sáo thực hiện dán 2 nửa ngửa (dưới) và sấp (trên) với nhau. Vì vậy, trong bộ nạp kiểu phễu rung được thiết kế cơ cấu chọn chiều sấp/ngửa, đặt ở đoạn cuối hành trình của nửa viên kẹo. Do cấu tạo nửa viên kẹo một mặt có dạng hình phẳng, một mặt có dạng hình côn, vì vậy cơ cấu chọn sấp/ngửa khá đơn giản. Trên cánh xoắn được sẻ rãnh để loại bỏ nửa viên kẹo theo chiều sấp, nếu viên nằm ngửa có hình dạng là mặt phẳng nên sẽ đi qua cơ cấu; còn viên kẹo nằm sấp, có hình dạng côn lõm vào nên sẽ lọt xuống rãnh đã được khoét và rơi xuống phễu.

Phễu rung nạp viên kẹo sấp đầu tiên thực hiện việc sắp các viên theo chiều ngửa. Sau đó, khi gần tới máng nạp, bộ dẫn hướng sẽ chuyển viên ngửa thành sấp.

Thiết bị sử dụng con lăn để quét chất kết dính vì cấu hình đơn giản, điều khiển được bề dày lớp chất kết dính, dễ chế tạo, dễ vệ sinh sau khi sử dụng máy.

Cơ cấu quét chất kết dính dùng con lăn (4) gồm: Động cơ (5) gắn với trục bánh lăn giúp quét theo chiều tiến của kẹo, hộp chứa chất kết dính (3) được cách thủy bằng hộp chứa nước ( 2) với độ đun nóng của điện trở nhiệt (1) phù hợp để có thể điều chỉnh nhiệt độ tùy theo yêu cầu, qui trình làm việc.

Muốn gắn 2 nửa kẹo ăn khớp với nhau bằng chất kết dính, trước hết phải định vị được hai nửa viên kẹo vào đồng tâm với nhau. Đặc điểm của khuôn định vị được thiết kế là nhận kẹo dán cho mỗi hành trình dịch chuyển (đẩy hoặc kéo bằng xylanh). Khi đó việc lấy sản phẩm ra lần lượt qua các lỗ bên trái hoặc bên phải. Cấu hình này đảm bảo năng suất ép dán cao.

tb42

Hệ thống điều khiển máy dán kẹo sáo. Ảnh Internet

Cụm khuôn định vị (hình 8) dùng xi lanh có cơ cấu chặn để tránh kẹo trên vào liên tục gồm: Rãnh trượt nửa kẹo dưới (1), rãnh trượt nửa kẹo trên (2), cơ cấu chặn dùng xi lanh (3), khuôn rãnh trượt định vị (4), khuôn định vị (5).

Khi 2 nửa viên kẹo đồng tâm ăn khớp nhau, một xi lanh có gắn giác hút nhựa ở đầu (hình 8) tạo lực ép xuống thực hiện động tác dán.

Khi xi lanh khuôn định vị được đẩy hoặc kéo về thì xi lanh khác có giác hút sẽ đẩy viên kẹo qua máng xuống băng tải vận chuyển kẹo đã dán ra ngoài (hình 10). Sử dụng băng tải vận chuyển kẹo đã dán nhằm duy trì thời gian để chất kết dính kịp khô (2-3 giây). (hình 10)

Sử dụng băng tải vận chuyển kẹo đã dán nhằm duy trì thời gian để chất kết dính kịp khô (2-3 giây).

Hệ thống điều khiển máy dán kẹo sáo tích hợp từ các module chuẩn hoá như PLC (Mitsubishi: PLC FX1N-60MR-001), biến tần (LS: 0.4KW-IE5), các cảm biến công nghiệp [5].  

Bằng việc lập trình trên PLC, máy thực hiện điều khiển biến tần làm rung phễu nạp, đẩy khuôn vào vị trí, điều khiển xy lanh dán, điều khiển đẩy kẹo thành phẩm ra và điều khiển motor quay lô quét chất kết dính và băng tải lối ra.

Việc sử dụng 2 biến tần công suất nhỏ của Omron nhằm đáp ứng đòi hỏi khác nhau của 2 phễu rung. Phều cấp nửa trên đòi hỏi phải định hướng lật sấp nửa viên kẹo nên có tần số rung khác với phễu cấp nửa dưới.

Quy trình điều khiển được kiểm soát bằng các tín hiệu cảm biến. Cảm biến từ trên xi lanh đẩy/kéo khuôn thông báo vị trí của piston. Các cảm biến quang (Omron: E3X-NA11) lần lượt xác nhận khuôn đã nhận nửa kẹo dưới/trên, khi đó máy mới điều khiển dán. Cảm biến theo dõi trạng thái motor nhằm phát hiện tình trạng motor không quay.

Hệ thống  tiêu tốn công suất nhỏ gồm các biến tần 0,4 kW, động cơ DC 15 W.    

Hệ thống dán kẹo sáo đã được chế tạo và được Công ty Phát Thành Hưng đưa vào sản xuất từ tháng 9-2014. Nếu như sản xuất thủ công thì thợ lành nghề có thể đạt 5433 sản phẩm/ca (8 giờ), thì thời gian dán 1 viên là 5,3 s/sản phẩm. Trong khi đó, thiết bị đạt năng suất 24.000 sản phẩm/ca (1,2 s/sản phẩm), gấp 4 lần bằng tay và giảm 3 nhân công, tỷ lệ hư hỏng thấp hơn 1%, mỗi ca chỉ cần 1 công nhân vận hành, đảm bảo vệ sinh thực phẩm. Công ty Phát Thành Hưng cho biết chi phí tiết kiệm khi sử dụng máy là 22.500.000 đ/ tháng, với giá máy là 60 triệu đồng, thì sau 3 tháng là hoàn vốn.

Tác giả bài viết: HN
Đánh giá bài viết
Tổng số điểm của bài viết là: 0 trong 0 đánh giá
Click để đánh giá bài viết
 

 

ddkhtt1

Bản tin PBKT số 158/2017 new (1)

Market Ban tin so 158 1 copy small

Phổ biến kiến thức theo Chuyên đề new (1)

Chuyen de Pho bien kien thuc thang 9 (final) 1 copy small