Khi thị trường sô cô la toàn cầu tiếp tục mở rộng, Dây chuyền sản xuất đậu sô cô la tự động đã trở thành chìa khóa để đạt được sản xuất quy mô lớn hiệu quả và chính xác. Từ sự xâm nhập của nguyên liệu vào dây chuyền sản xuất đến đầu ra của các sản phẩm hoàn chỉnh, chuỗi sản xuất phức tạp này bao gồm nhiều thành phần cốt lõi và các công nghệ tiên tiến, và mỗi liên kết đóng vai trò quyết định về chất lượng và hiệu quả sản xuất của sản phẩm cuối cùng.
Hệ thống truyền tải và tan chảy nguyên liệu là điểm khởi đầu của sản xuất đậu sô cô la tự động. Nó thực hiện nhiệm vụ quan trọng là chuyển đổi nguyên liệu thô sô cô la rắn thành chất lỏng có thể xử lý. Hệ thống thường bao gồm các thùng lưu trữ nguyên liệu thô, băng tải vít, bể nóng chảy liên tục và các thiết bị khác.
Các thùng lưu trữ nguyên liệu thô chủ yếu được làm bằng thép không gỉ, có khả năng niêm phong và chống ăn mòn tốt, và có thể ngăn chặn hiệu quả các nguyên liệu thô khỏi độ ẩm, oxy hóa và ô nhiễm. Thùng thường được trang bị cảm biến mức vật liệu để theo dõi dự trữ nguyên liệu thô trong thời gian thực. Khi nguyên liệu thô thấp hơn giá trị đã đặt, hệ thống sẽ tự động phát ra một báo động để nhắc nhở nhân viên bổ sung các nguyên liệu thô kịp thời.
Băng tải vít chịu trách nhiệm chuyển các nguyên liệu thô từ thùng lưu trữ đến bể nóng chảy. Nó điều khiển lưỡi xoắn ốc để xoay qua động cơ, để các nguyên liệu thô di chuyển trục trong ống dẫn. Tốc độ vận chuyển của băng tải vít có thể được điều chỉnh theo nhu cầu sản xuất để đảm bảo nguồn cung cấp nguyên liệu ổn định.
Bể tan chảy liên tục là thiết bị cốt lõi để nóng chảy nguyên liệu. Xe tăng áp dụng cấu trúc áo khoác và có thể được làm nóng bằng hơi nước hoặc dầu nhiệt. Một thiết bị khuấy được lắp đặt trong bể để đảm bảo rằng các nguyên liệu thô được làm nóng đều trong quá trình nóng chảy để tránh quá nóng cục bộ và sự suy giảm chất lượng sô cô la. Ngoài ra, bể nóng chảy cũng được trang bị hệ thống kiểm soát nhiệt độ, có thể kiểm soát chính xác nhiệt độ trên điểm nóng chảy của nguyên liệu thô sô cô la, thường là từ 40-45, để đảm bảo rằng các nguyên liệu thô được tan chảy hoàn toàn.
Trong quá trình làm việc, các nguyên liệu thô sô cô la rắn trước tiên vào thùng lưu trữ nguyên liệu thô, và sau đó được vận chuyển đến bể nóng chảy liên tục qua băng tải vít. Trong bể nóng chảy, các nguyên liệu thô dần tan chảy vào chất lỏng dưới tác động của việc sưởi ấm và khuấy. Sau một thời gian bảo quản nhiệt nhất định, sô cô la lỏng được chuyển đến liên kết sản xuất tiếp theo - mô -đun đúc phun chính xác qua đường ống.
Mô -đun đúc phun chính xác là liên kết chính trong việc xác định hình dạng và chất lượng của đậu sô cô la. Mô -đun này chủ yếu bao gồm các khuôn, bơm phun, cơ chế định vị và hệ thống truyền động.
Khuôn là thành phần cốt lõi của mô -đun đúc phun chính xác và độ chính xác thiết kế của nó ảnh hưởng trực tiếp đến hình dạng và kích thước của đậu sô cô la. Khuôn thường được làm bằng thép không gỉ cấp thực phẩm hoặc hợp kim nhôm, và bề mặt được đánh bóng tinh xảo để đảm bảo bề mặt hoàn thiện của đậu sô cô la. Có nhiều khoang hình hạt sô cô la được phân phối trên khuôn, và kích thước và hình dạng của khoang được tùy chỉnh theo yêu cầu của sản phẩm.
Bơm phun chịu trách nhiệm tiêm sô cô la lỏng chính xác vào khoang khuôn. Bơm phun phổ biến bao gồm bơm bánh răng và máy bơm pít tông. Bơm bánh răng có các đặc điểm của cấu trúc đơn giản và dòng chảy ổn định, và phù hợp để vận chuyển sô cô la lỏng với độ nhớt trung bình và thấp; Bơm pít tông có áp suất và độ chính xác cao hơn, và có thể đạt được số lượng vi mô, tiêm chính xác cao, phù hợp cho sản xuất đậu sô cô la với yêu cầu cao về tính nhất quán cân nặng. Dòng chảy và áp lực của bơm phun có thể được điều chỉnh chính xác thông qua hệ thống điều khiển để đảm bảo rằng lượng sô cô la được tiêm vào mỗi khoang là phù hợp.
Cơ chế định vị và hệ thống truyền động được sử dụng để đạt được định vị chính xác và chuyển động nhanh chóng của khuôn. Cơ chế định vị sử dụng các hướng dẫn tuyến tính có độ chính xác cao và ốc vít bóng để đảm bảo độ chính xác vị trí của khuôn trong quá trình di chuyển. Hệ thống ổ đĩa thường sử dụng động cơ servo để điều khiển tốc độ và góc của động cơ để đạt được khởi động chính xác và dừng và chuyển đổi nhanh chóng của khuôn, do đó cải thiện hiệu quả sản xuất.
Khi làm việc, bơm phun tiêm sô cô la lỏng vào khoang khuôn ở tốc độ và áp suất dòng đã đặt, và cơ chế định vị và hệ thống truyền động di chuyển khuôn chính xác đến vị trí phun và vị trí giảm để hoàn thành quá trình ép phun của hạt sô cô la.
Công nghệ làm mát và làm mát tự động là một bước quan trọng để đảm bảo rằng đậu sô cô la có thể được tách biệt một cách trơn tru với khuôn và duy trì hình dạng ổn định. Bước này chủ yếu bao gồm đường hầm làm mát, cơ chế hạ bệ và thiết bị truyền tải.
Quá trình kết tinh của sô cô la cực kỳ nhạy cảm với nhiệt độ và độ chính xác của kiểm soát nhiệt độ ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng và hương vị của sô cô la. Trong quá trình sản xuất sô cô la, quá trình kết tinh chính xác có thể làm cho sô cô la có độ bóng tốt, độ giòn và hương vị, trong khi sự kết tinh không đúng cách sẽ gây ra các vấn đề như làm trắng bề mặt sô cô la và làm mềm kết cấu.
Dây chuyền sản xuất đậu sô cô la tự động sử dụng các cảm biến nhiệt độ chính xác cao và các thuật toán kiểm soát nhiệt độ tiên tiến để đạt được sự kiểm soát chính xác của nhiệt độ của từng liên kết trong quy trình sản xuất. Cảm biến nhiệt độ thường sử dụng cặp nhiệt điện hoặc điện trở nhiệt, có đặc điểm của tốc độ phản ứng nhanh và độ chính xác đo cao. Họ có thể theo dõi các thông số chính của các nguyên liệu thô sô cô la như nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ phun, nhiệt độ làm mát, vv trong thời gian thực.
Thuật toán kiểm soát nhiệt độ sử dụng các chiến lược điều khiển nâng cao như điều khiển PID (phân biệt tích phân-tỷ lệ) hoặc điều khiển mờ. Điều khiển PID có thể tự động điều chỉnh công suất đầu ra của thiết bị sưởi hoặc làm mát theo độ lệch nhiệt độ, để nhiệt độ có thể nhanh chóng ổn định gần giá trị đã đặt; Kiểm soát mờ có thể xử lý tốt hơn các vấn đề kiểm soát nhiệt độ phi tuyến và thay đổi theo thời gian và cải thiện khả năng thích ứng và ổn định của hệ thống kiểm soát nhiệt độ.
Ví dụ, trong sản xuất thực tế, trong quá trình làm mát của đậu sô cô la, nhiệt độ của từng vùng nhiệt độ trong đường hầm làm mát được kiểm soát chính xác để đậu sô cô la có thể được kết tinh dưới độ dốc nhiệt độ phù hợp, do đó tạo thành cấu trúc tinh thể mịn và đồng đều, tạo cho sô cô la chất lượng và hương vị.
Hệ thống đồng bộ hóa khuôn là chìa khóa để đảm bảo hoạt động hiệu quả của dây chuyền sản xuất đậu sô cô la tự động. Hệ thống cần đảm bảo rằng khuôn di chuyển chính xác và đồng bộ trong mỗi liên kết như tiêm, làm mát và hạ bệ để tránh các vấn đề như rò rỉ và sai lệch.
Thiết kế cơ học của hệ thống đồng bộ hóa khuôn chủ yếu bao gồm cơ chế truyền tải, cơ chế định vị và thiết bị điều khiển đồng bộ hóa. Cơ chế truyền thường áp dụng ổ đĩa chuỗi hoặc ổ đĩa đồng bộ, có đặc điểm của truyền mịn và nhiễu thấp. Ổ đĩa phù hợp cho các dịp có tải trọng lớn và có thể đảm bảo sự ổn định của khuôn trong quá trình hoạt động tốc độ cao; Ổ đĩa vành đai đồng bộ có những ưu điểm của độ chính xác truyền cao và không cần bôi trơn, và phù hợp cho các hệ thống đồng bộ hóa khuôn với các yêu cầu chính xác cao.
Cơ chế định vị sử dụng các hướng dẫn tuyến tính có độ chính xác cao, ốc vít bóng và chân định vị để đạt được vị trí chính xác của khuôn. Các hướng dẫn tuyến tính và ốc vít bóng cung cấp chuyển động tuyến tính cho khuôn, đảm bảo độ chính xác và ổn định của khuôn trong quá trình di chuyển; Các chân định vị định vị chính xác khuôn khi nó đến vị trí được chỉ định, đảm bảo rằng khuôn được định vị chính xác.
Thiết bị điều khiển đồng bộ sử dụng PLC (bộ điều khiển logic có thể lập trình) hoặc bộ điều khiển chuyển động để đạt được điều khiển chính xác và phối hợp đồng bộ của từng hành động khuôn bằng cách viết một chương trình. Thiết bị điều khiển đồng bộ có thể tự động điều chỉnh các tham số chuyển động của khuôn theo tốc độ hoạt động và nhịp điệu của dây chuyền sản xuất để đảm bảo đồng bộ hóa chính xác các hành động của khuôn trong mỗi liên kết.
Tính nhất quán trọng lượng sản phẩm là một trong những chỉ số quan trọng để đo lường chất lượng sản xuất của dây chuyền sản xuất đậu sô cô la tự động. Để đạt được tính nhất quán trọng lượng sản phẩm, dây chuyền sản xuất áp dụng nhiều chương trình kiểm soát.
Bằng cách kiểm soát chính xác dòng chảy và áp suất của bơm phun, lượng sô cô la được tiêm vào mỗi khoang được đảm bảo là phù hợp. Dòng chảy và áp suất của bơm phun có thể được điều chỉnh chính xác theo yêu cầu trọng lượng của hạt sô cô la, và quá trình tiêm được theo dõi và phản hồi được kiểm soát trong thời gian thực thông qua các cảm biến áp suất và cảm biến dòng chảy. Khi phát hiện ra độ lệch trong lượng phun, hệ thống điều khiển sẽ tự động điều chỉnh các tham số của bơm phun để khôi phục lượng phun thành giá trị đã đặt.
Thiết bị kiểm tra và cân trực tuyến được sử dụng để thực hiện cân nặng thời gian thực và thử nghiệm các hạt sô cô la được sản xuất. Thiết bị kiểm tra và cân trực tuyến thường sử dụng các cảm biến cân chính xác cao và hệ thống xử lý dữ liệu nhanh, có thể cân nhắc và kiểm tra một số lượng lớn đậu sô cô la trong một thời gian ngắn. Khi phát hiện trọng lượng của hạt sô cô la vượt quá phạm vi lỗi cho phép, hệ thống sẽ tự động loại bỏ các sản phẩm không đủ tiêu chuẩn và điều chỉnh bơm phun và các thiết bị liên quan khác để đảm bảo tính nhất quán của các sản phẩm tiếp theo.
Vấn đề về trọng lượng sản phẩm không nhất quán gây ra bởi sự khác biệt của nấm mốc và biến động quá trình cũng có thể được giảm bằng cách tối ưu hóa các quy trình thiết kế khuôn và sản xuất. Ví dụ, khoang khuôn có thể được xử lý và đánh bóng chính xác để đảm bảo tính nhất quán của kích thước và hình dạng của khoang; Nhiệt độ, độ nhớt và các thông số khác của nguyên liệu thô sô cô la có thể được kiểm soát hợp lý để đảm bảo tính ổn định của quá trình tiêm.
Mô hình tính toán công suất thời gian đơn vị là một công cụ quan trọng để đánh giá hiệu quả sản xuất của dây chuyền sản xuất đậu sô cô la tự động. Mô hình tính toán số lượng đậu sô cô la mà dây chuyền sản xuất có thể tạo ra trên mỗi đơn vị thời gian bằng cách xem xét toàn diện năng lực sản xuất và nhịp điệu sản xuất của mỗi liên kết của dây chuyền sản xuất.
Công thức tính toán công suất sản xuất trên mỗi đơn vị thời gian là: công suất sản xuất = 60 / chu kỳ sản xuất × số lượng đậu sô cô la trên mỗi khoang × số lượng khuôn. Chu kỳ sản xuất đề cập đến thời gian cần thiết để sản xuất một lô đậu sô cô la hoàn chỉnh, bao gồm tổng thời gian của mỗi liên kết như vận chuyển nguyên liệu và thời gian nóng chảy, thời gian ép phun, thời gian làm mát, thời gian xuống, v.v. Số lượng đậu sô cô la trên mỗi khoang và số lượng khuôn được xác định theo các tham số thiết kế của khuôn.
Trong sản xuất thực tế, bằng cách đo lường và phân tích chính xác thời gian của từng liên kết trong dây chuyền sản xuất, chúng ta có thể tìm ra các liên kết tắc nghẽn ảnh hưởng đến nhịp điệu sản xuất và thực hiện các biện pháp tối ưu hóa tương ứng, chẳng hạn như tăng tốc độ vận hành của thiết bị, tối ưu hóa quy trình sản xuất và giảm thời gian ngừng hoạt động của thiết bị, do đó làm tăng mức năng lượng của thiết bị sản xuất.
Liên kết thiết bị và kết hợp nhịp điệu là chìa khóa để đảm bảo hoạt động hiệu quả và ổn định của dây chuyền sản xuất đậu sô cô la tự động. Các thiết bị khác nhau trong dây chuyền sản xuất, chẳng hạn như hệ thống truyền tải và nóng chảy nguyên liệu, mô -đun đúc chính xác, công nghệ làm mát và khử tự động, v.v., cần phối hợp với nhau và hoạt động theo một nhịp sản xuất nhất định.
Để đạt được liên kết thiết bị và đánh bại kết hợp, dây chuyền sản xuất sử dụng PLC hoặc hệ thống điều khiển tự động hóa công nghiệp. Hệ thống theo dõi và kiểm soát trạng thái hoạt động của từng thiết bị trong thời gian thực để đạt được truyền tín hiệu và công việc hợp tác giữa các thiết bị. Ví dụ, khi hệ thống nguyên liệu thô và hệ thống tan chảy hoàn thành sự tan chảy của nguyên liệu thô, nó sẽ gửi tín hiệu đến mô -đun đúc phun chính xác để thông báo cho nó để chuẩn bị nhận sô cô la lỏng; Sau khi mô -đun đúc chính xác hoàn thành việc ép phun, nó sẽ gửi tín hiệu đến công nghệ làm mát và làm mát tự động để bắt đầu các quy trình làm mát và giảm bớt.
Đồng thời, hệ thống điều khiển sẽ tự động điều chỉnh các tham số vận hành của từng thiết bị theo hoạt động thực tế của dây chuyền sản xuất để giữ cho nhịp điệu sản xuất ổn định. Khi một thiết bị bị hỏng hoặc chậm lại, hệ thống điều khiển sẽ tự động điều chỉnh tốc độ vận hành của các thiết bị khác để đảm bảo hiệu quả vận hành chung của dây chuyền sản xuất.
Cơ chế cảnh báo lỗi phổ biến là một phương tiện quan trọng để cải thiện độ tin cậy và sự ổn định của dây chuyền sản xuất đậu sô cô la tự động. Cơ chế này phát hiện các lỗi thiết bị tiềm năng trước bằng cách giám sát và phân tích thời gian thực các thông số vận hành của thiết bị và các tín hiệu cảnh báo theo thời gian để nhân viên có thể thực hiện các biện pháp thích hợp để đối phó với chúng và tránh sự xuất hiện và mở rộng các lỗi.
Các cơ chế cảnh báo lỗi phổ biến chủ yếu bao gồm giám sát cảm biến, phân tích dữ liệu và hệ thống cảnh báo. Phần giám sát cảm biến thu thập các tham số vận hành của thiết bị trong thời gian thực bằng cách cài đặt các cảm biến khác nhau tại các phần chính của thiết bị, chẳng hạn như cảm biến nhiệt độ, cảm biến áp suất, cảm biến rung, cảm biến dòng điện, v.v.
Phần phân tích dữ liệu sử dụng khai thác dữ liệu, học máy và các công nghệ khác để phân tích và xử lý số lượng lớn dữ liệu thu thập được. Bằng cách thiết lập mô hình trạng thái hoạt động thiết bị và mô hình dự đoán lỗi, xu hướng thay đổi của các tham số hoạt động thiết bị được phân tích để xác định xem thiết bị có lỗi ẩn hay không. Ví dụ, khi giá trị rung của thiết bị đột nhiên tăng hoặc nhiệt độ tiếp tục tăng, hệ thống phân tích dữ liệu sẽ xác định rằng thiết bị có thể bị hỏng cơ học hoặc quá nóng các vấn đề và đưa ra tín hiệu cảnh báo.
Hệ thống cảnh báo sớm sẽ nhanh chóng truyền tải thông tin cảnh báo lỗi cho nhân viên thông qua báo động âm thanh và ánh sáng, thông báo SMS, nhắc nhở email, v.v. Sau khi nhận được thông tin cảnh báo sớm, nhân viên có thể kiểm tra và sửa chữa thiết bị kịp thời để tránh sự xuất hiện và mở rộng lỗi và đảm bảo hoạt động bình thường của dây chuyền sản xuất.
Tất cả các vật liệu liên quan đến dây chuyền sản xuất đậu sô cô la tự động phải đáp ứng các tiêu chuẩn cấp thực phẩm để đảm bảo sự an toàn và vệ sinh của các sản phẩm sô cô la. Vật liệu cấp thực phẩm được yêu cầu phải có sự ổn định hóa học tốt, không độc hại và vô hại, và không phản ứng hóa học với nguyên liệu thô sô cô la.
Các cơ quan thiết bị, đường ống, khuôn và các bộ phận khác trong dây chuyền sản xuất thường được làm bằng thép không gỉ 304 hoặc 316, có tính kháng ăn mòn tốt và đặc tính vệ sinh, và có thể ngăn chặn thiết bị ra rỉ sét và làm ô nhiễm các sản phẩm sô cô la. Hải cẩu, miếng đệm và các bộ phận khác tiếp xúc trực tiếp với nguyên liệu thô sô cô la được làm bằng cao su hoặc silicon cấp thực phẩm, có tính linh hoạt và đặc tính niêm phong tốt và đáp ứng các tiêu chuẩn an toàn và vệ sinh thực phẩm.
Ngoài ra, trong quá trình thiết kế và sản xuất dây chuyền sản xuất, cũng cần phải tuân thủ các tiêu chuẩn an toàn và thông số vệ sinh của thiết bị sản xuất thực phẩm có liên quan, chẳng hạn như hệ thống quản lý an toàn thực phẩm ISO 22000, hệ thống HACCP (Phân tích nguy hiểm và điểm kiểm soát quan trọng), để đảm bảo rằng thiết kế và sản xuất đáp ứng nhu cầu an toàn thực phẩm.
Bề mặt hoàn thiện của sản phẩm là một trong những chỉ số quan trọng để đo lường chất lượng của đậu sô cô la, ảnh hưởng trực tiếp đến trải nghiệm hình ảnh của người tiêu dùng và mong muốn mua hàng. Để đảm bảo hoàn thiện bề mặt của đậu sô cô la, cần phải kiểm soát thiết kế khuôn, chất lượng nguyên liệu, quy trình sản xuất và các khía cạnh khác.
Hệ thống phát hiện tự động là một đảm bảo quan trọng cho chất lượng của các sản phẩm trong dây chuyền sản xuất đậu sô cô la tự động. Hệ thống có thể tự động phát hiện và sàng lọc trọng lượng, kích thước, ngoại hình, tạp chất và các chỉ số chất lượng khác của đậu sô cô la để cải thiện chất lượng sản phẩm và hiệu quả sản xuất.
Hệ thống kiểm tra tự động chủ yếu bao gồm thiết bị kiểm tra trực quan, thiết bị kiểm tra cân và thiết bị phát hiện kim loại.
Khi định cấu hình một hệ thống thử nghiệm tự động, cần phải chọn một cách hợp lý mô hình và số lượng thiết bị thử nghiệm dựa trên năng lực sản xuất và các yêu cầu chất lượng sản phẩm của dây chuyền sản xuất. Cũng cần phải tích hợp hệ thống thử nghiệm tự động với hệ thống điều khiển của dây chuyền sản xuất để đạt được truyền và xử lý dữ liệu thử nghiệm thời gian thực, để điều chỉnh các tham số quy trình sản xuất một cách kịp thời và đảm bảo tính ổn định của chất lượng sản phẩm.
Dây chuyền sản xuất sô cô la tự động có thể đạt được sản xuất quy mô lớn hiệu quả và chính xác thông qua thiết kế thành phần cốt lõi hợp lý, đổi mới công nghệ quan trọng tiên tiến, kế hoạch tối ưu hóa hiệu quả khoa học và các tiêu chuẩn công nghiệp nghiêm ngặt và kiểm soát chất lượng. Với sự tiến bộ liên tục của khoa học và công nghệ và những thay đổi liên tục về nhu cầu thị trường, dây chuyền sản xuất đậu sô cô la tự động sẽ tiếp tục nâng cấp và đổi mới công nghệ để đáp ứng nhu cầu sản xuất và yêu cầu chất lượng ngày càng tăng của ngành công nghiệp sô cô la.
Dây chuyền sản xuất sô cô la Nhà máy thiết bị máy móc
中文简体
English