6 Phương pháp định lượng phổ biến trong máy đóng gói

[gingin96]

Chọn sai phương pháp định lượng khiến các dòng máy đóng gói tự động chạy chậm, hao hụt nguyên liệu và tạo ra sai số lớn trên mỗi thành phẩm. Dù đóng gói bột mịn, hạt rời, chất lỏng hay sản phẩm dạng sệt, mỗi loại nguyên liệu đều đòi hỏi một cơ cấu cấp liệu chuyên biệt để máy hoạt động trơn tru. Để giúp bạn chọn đúng cấu hình cơ khí cho dây chuyền của mình, bài viết dưới đây sẽ làm rõ nguyên lý hoạt động của những phương pháp định lượng thường gặp nhất.

Định lượng trong máy đóng gói là gì?​

Định lượng là đo lường và chiết rót một lượng nguyên liệu chính xác vào bao bì. Trong dây chuyền đóng gói, bộ phận này quyết định khối lượng hoặc thể tích thực tế của mỗi gói hàng, đảm bảo các sản phẩm đồng đều, quyết định tốc độ chạy máy và trực tiếp kiểm soát tỷ lệ hao hụt nguyên liệu.

Hiện nay, cơ cấu định lượng chia thành ba nhóm chính: định lượng theo khối lượng (cân nặng nguyên liệu), định lượng theo thể tích (đo không gian chiếm chỗ của nguyên liệu) và định lượng theo số lượng (đếm số hạt, số viên). Không có phương pháp nào dùng được cho mọi loại sản phẩm. Nguyên nhân do các loại nguyên liệu khác biệt hoàn toàn về đặc tính vật lý, từ độ ẩm, kích thước hạt, mức độ bám dính cho đến độ tự chảy.

Các phương pháp định lượng phổ biến trong máy đóng gói​

Định lượng bằng cốc thể tích​

Hệ thống này sử dụng một bộ cốc có dung tích không đổi để đong nguyên liệu trước khi xả xuống bao bì. Hệ thống hoạt động theo nguyên lý gạt bằng mặt cốc, đảm bảo mỗi lần đổ đều có cùng một thể tích.

Cốc thể tích phù hợp nhất với các loại hạt, viên hoặc nguyên liệu dạng rời có kích thước tương đối đồng đều. Điểm mạnh lớn nhất của cơ cấu này là cấu tạo cơ khí đơn giản và cho tốc độ đóng gói rất cao. Tuy nhiên, độ chính xác về khối lượng phụ thuộc hoàn toàn vào độ đồng đều và mật độ của hạt sản phẩm.

Định lượng bằng vít tải​

Phương pháp này sử dụng một trục vít xoắn ốc để đẩy nguyên liệu dọc theo ống dẫn đến vị trí chiết rót. Lượng nguyên liệu xả ra được kiểm soát bằng số vòng quay của trục vít.

Vít tải là lựa chọn ưu tiên cho các loại bột và nguyên liệu dạng mịn. Người vận hành có thể dễ dàng điều chỉnh lượng cấp liệu thông qua hệ thống điều khiển động cơ. Khi máy chạy, độ chính xác của cụm vít tải chịu tác động trực tiếp từ độ mịn, độ ẩm, độ tự chảy và độ vón cục của bột.

Định lượng bằng cân điện tử​

Thay vì đo thể tích, hệ thống này dùng loadcell để cân trực tiếp khối lượng nguyên liệu trước khi xả vào bao bì. Cân điện tử xử lý tốt các sản phẩm dạng hạt, viên và hàng hóa dạng rời không đồng đều về hình dáng.

Kiểm soát khối lượng chính xác là ưu điểm nổi bật nhất của phương pháp này. Để tăng tốc độ dây chuyền, máy đóng gói thường được cấu hình hệ thống cân tổ hợp gồm nhiều đầu cân (từ 4 đến 14 đầu) hoạt động đồng thời.

Định lượng bằng bơm​

Cơ cấu bơm chuyên dùng để chiết rót sản phẩm dạng lỏng hoặc một số sản phẩm sệt như dung dịch, nước sốt, dầu ăn. Khi dùng phương pháp này, nhà sản xuất cần tính toán kỹ độ nhớt của chất lỏng, nhiệt độ thay đổi khi chiết rót và đặc tính dòng chảy để chọn loại bơm (bơm bánh răng, bơm thùy...) tương ứng.

Định lượng bằng piston​

Piston hoạt động theo nguyên lý dùng xi lanh hút một thể tích sản phẩm xác định và đẩy vào bao bì. Phương pháp này phù hợp với chất lỏng hoặc sản phẩm sệt có độ nhớt nhất định. Piston kiểm soát thể tích rất tốt. Người dùng chỉ cần lưu ý điều chỉnh lực ép và gioăng phớt khi sản phẩm thay đổi tính chất theo nhiệt độ hoặc có lẫn hạt nhỏ.

Định lượng theo số lượng​

Thay vì đo bằng gam hay mililit, phương pháp này trực tiếp đếm số lượng sản phẩm rơi xuống phễu. Cơ cấu này dành riêng cho viên nang, linh kiện, hay sản phẩm đơn chiếc có kích thước và hình dáng ổn định. Tùy yêu cầu, hệ thống dùng cảm biến quang học, mắt đếm hoặc cấu trúc cơ khí phân nấc để đếm đủ số lượng trước khi đóng gói.

Chọn phương pháp định lượng theo từng dạng sản phẩm​

Sản phẩm dạng bột​

Vít tải là cụm cơ khí định lượng tiêu chuẩn thường được trang bị trên các hệ thống máy đóng gói dạng bột. Trong một vài trường hợp bột hạt lớn, ít bụi và có dòng chảy đặc biệt tốt, máy có thể dùng cân điện tử hoặc cốc thể tích.

Sản phẩm dạng hạt​

Cân điện tử mang lại độ chuẩn xác cao nhất cho các loại máy đóng gói dạng hạt. Nếu nhà máy cần tốc độ cao, ngân sách vừa phải và hạt có mật độ đồng đều (như đường, muối, gạo), cốc thể tích là lựa chọn thay thế thiết thực.

Sản phẩm dạng lỏng​

Bơm và piston là hai cơ cấu chuyên dụng thường thấy trong các máy đóng gói chất lỏng. Chọn loại nào phụ thuộc vào mức độ lỏng của dung dịch và tốc độ chiết rót mong muốn.

Sản phẩm dạng sệt​

Piston hoặc các loại bơm chuyên dụng chịu được độ nhớt cao sẽ đảm nhận nhóm hàng này. Kỹ thuật viên cần tính thêm độ bám dính của thành phẩm lên vòi chiết để thiết kế bộ phận ngắt đuôi dòng chảy.

Sản phẩm dạng viên hoặc đếm theo chiếc​

Hệ thống đếm số lượng kết hợp mâm rung cấp liệu và cảm biến đếm điện tử đảm bảo không thiếu hụt bất kỳ sản phẩm nào trong mỗi gói.

Vì sao cùng một loại sản phẩm nhưng có thể cần phương pháp định lượng khác nhau?​

Hai nhà máy cùng đóng gói một loại sản phẩm chưa chắc đã dùng chung một kiểu cơ cấu cấp liệu. Nguyên nhân do hàng loạt yếu tố đầu vào khác biệt: độ ẩm, độ chảy, kích thước, hình dạng và mật độ sản phẩm. Bên cạnh đó, yêu cầu của chủ đầu tư về khoảng định lượng (vài gam hay vài kilogram), mức sai số cho phép, năng suất mục tiêu và quy cách bao bì cũng buộc cấu hình máy phải thay đổi.

Lấy ví dụ với nguyên liệu dạng bột: bột cà phê rang xay có độ tơi xốp tốt sẽ dùng cấu trúc cánh vít tải khác hoàn toàn so với bột sữa béo dễ bám dính hay bột mì dễ vón cục. Cùng là vít tải, nhưng bước ren và góc nghiêng của trục vít phải được gia công riêng để chống đùn nghẽn nguyên liệu.

Những yếu tố ảnh hưởng đến độ chính xác khi định lượng​

• Đặc tính vật lý của nguyên liệu tại thời điểm đóng gói.
• Độ ẩm không khí và nhiệt độ tại xưởng sản xuất.
• Độ đồng đều về kích thước hạt hoặc mật độ khối của mẻ nguyên liệu.
• Tốc độ cấp liệu từ phễu chứa xuống cơ cấu đong đếm.
• Khoảng khối lượng cần định lượng (đóng gói 10g sẽ đòi hỏi độ nhạy khác với 1kg).
• Thông số cài đặt phần mềm và cách hiệu chuẩn hệ thống.
• Tình trạng vệ sinh, hao mòn của cơ cấu cơ khí và độ nhạy của cảm biến.

Định lượng càng chính xác có phải máy càng tốt?​

Một sai số cực thấp trên màn hình hiển thị không phản ánh toàn diện chất lượng của máy đóng gói. Khách hàng không nên đánh giá cỗ máy chỉ bằng sai số đơn thuần. Độ chính xác phải được đặt trong mối tương quan với loại sản phẩm cụ thể, mức khối lượng cần đóng, năng suất yêu cầu và điều kiện vận hành tại xưởng.

Nếu ép máy chạy ở tốc độ quá cao, máy kiểm soát định lượng kém đi và chạy thiếu ổn định. Một hệ thống cơ khí tốt phải cân bằng được bốn yếu tố: độ chính xác, năng suất thực tế, độ ổn định chạy dài ngày và thao tác vận hành thuận tiện cho công nhân.

Cách xác định phương pháp định lượng phù hợp trước khi đặt máy​

Để chọn được cấu hình máy chuẩn xác, nhà máy cần khảo sát rõ các bước sau:

1. Xác định chính xác tính chất vật lý của loại sản phẩm.
2. Xác định khoảng khối lượng lớn nhất và nhỏ nhất cần đóng gói.
3. Xác định mức sai số cho phép trên mỗi túi thành phẩm.
4. Xác định năng suất mục tiêu (số gói/phút).
5. Kiểm tra thực tế đặc tính nguyên liệu trong các điều kiện môi trường khác nhau.
6. Chạy thử trực tiếp với sản phẩm thực tế trên cơ cấu định lượng.

Tại Cơ Khí Anpha – Anpha Tech, chúng tôi không chọn cơ cấu định lượng chỉ dựa trên tên gọi chung chung của sản phẩm. Một đánh giá kỹ thuật hoàn chỉnh luôn cần đến mẫu nguyên liệu và yêu cầu đóng gói thực tế từ phía khách hàng.

Anpha Tech thiết kế máy đóng gói định lượng theo đặc tính sản phẩm​

Là đơn vị trực tiếp sản xuất máy đóng gói, Cơ Khí Anpha – Anpha Tech hiểu rõ những thách thức cơ khí của từng loại nguyên liệu. Chúng tôi tư vấn, phân tích yêu cầu và chọn phương pháp định lượng dựa trên bản chất sản phẩm, khoảng khối lượng và năng suất nhà máy cần đạt được.

Nhờ chủ động gia công, chúng tôi trực tiếp thiết kế và tinh chỉnh cấu hình máy phù hợp với từng nhu cầu sản xuất. Với các nhóm hàng đặc thù như bột ẩm, hạt trộn, chất lỏng bám dính hay hàng dạng sệt, chúng tôi luôn chạy thử và kiểm tra nghiêm ngặt bằng nguyên liệu thực tế trước khi xuất xưởng. Nhờ đó, hệ thống hoạt động êm ái, định lượng chuẩn xác và hạn chế tối đa hao hụt nguyên liệu khi sản xuất.