Đồng hồ đo lưu lượng giúp các công ty chế biến thực phẩm đạt được sản xuất hiệu quả.

Trong ngành chế biến thực phẩm, sản xuất hiệu quả không chỉ có nghĩa là tăng năng lực và giảm chi phí, mà còn liên quan mật thiết đến độ ổn định về chất lượng sản phẩm và đảm bảo an toàn thực phẩm. Với sự phát triển quy mô lớn và chuẩn hóa của ngành công nghiệp thực phẩm, các mô hình sản xuất truyền thống dựa vào kinh nghiệm thủ công đã không còn đủ để đáp ứng nhu cầu của các doanh nghiệp hiện đại. Các thiết bị tự động như đồng hồ đo lưu lượng, hộp điều khiển định lượng và bộ ghi dữ liệu đã trở thành nền tảng cốt lõi giúp doanh nghiệp đạt được kiểm soát chính xác và sản xuất hiệu quả. Bài viết này sẽ tập trung vào con đường hướng tới sản xuất hiệu quả trong các doanh nghiệp chế biến thực phẩm, nhấn mạnh vào các tình huống ứng dụng, lựa chọn chủng loại và tầm quan trọng của đồng hồ đo lưu lượng, cũng như vai trò, phương pháp sử dụng và lợi thế cốt lõi của hộp điều khiển định lượng và bộ ghi dữ liệu, qua đó làm rõ giá trị then chốt của thiết bị tự động trong sản xuất chế biến thực phẩm hiệu quả.

1. Các kịch bản ứng dụng sản phẩm và các loại sử dụng, cũng như những thành phần nào cần lưu lượng kế.

Chế biến thực phẩm là một quá trình phức tạp và đa dạng, liên quan đến việc vận chuyển và điều khiển các vật liệu dạng lỏng ở nhiều giai đoạn khác nhau, từ xử lý nguyên liệu thô, chế biến sản phẩm bán thành phẩm đến đóng gói sản phẩm hoàn chỉnh. Là một trong những nguyên liệu chính trong chế biến thực phẩm, độ ổn định và độ chính xác của dòng chảy chất lỏng ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sản phẩm và hiệu quả sản xuất. Lưu lượng kế, với tư cách là thiết bị then chốt để đo lưu lượng chất lỏng, được sử dụng rộng rãi trong nhiều kịch bản chế biến thực phẩm, với sự khác biệt đáng kể về loại hình sử dụng và vị trí ứng dụng giữa các tình huống khác nhau.

1.1 Các Kịch Bản Ứng Dụng Sản Phẩm Chính

Các kịch bản ứng dụng của lưu lượng kế trong ngành công nghiệp chế biến thực phẩm có thể được chia thành các nhóm theo loại sản phẩm được chế biến sản phẩm và các bước quy trình:

• Các kịch bản chế biến đồ uống : bao gồm các quy trình sản xuất nước đóng chai, đồ uống có gas, nước ép trái cây, đồ uống trà, sản phẩm sữa, v.v., liên quan đến vận chuyển và pha trộn các chất lỏng như nước, nước ép trái cây, siro, sữa và khí carbon dioxide.

• Các tình huống chế biến gia vị : bao gồm sản xuất các sản phẩm như nước tương, giấm, rượu nấu ăn, sốt ớt và sốt cà chua, liên quan đến định lượng và vận chuyển các chất lỏng như dịch lên men, nước muối, dung dịch đường, dầu và chiết xuất gia vị.

• Các tình huống chế biến lương thực và dầu thực vật : bao gồm quá trình chế biến các sản phẩm như dầu ăn, gạo và bột mì, liên quan đến đo lường và điều khiển các chất lỏng như dầu thô, dầu tinh luyện, nước và hơi nước.

• Các tình huống chế biến thực phẩm tiện lợi : bao gồm sản xuất các sản phẩm như mì ăn liền, dumplings đông lạnh và xúc xích, liên quan đến việc vận chuyển và thêm định lượng các chất lỏng như bột nhúng, nhân, dầu, nước muối và các loại sốt gia vị.

• Các tình huống chế biến sữa : bao gồm việc sản xuất các sản phẩm như sữa, sữa chua và phô mai, liên quan đến việc đo lường và định lượng các chất lỏng như sữa tươi, dịch sữa, vi sinh khởi động, dung dịch đường và chất ổn định.

1.2 Phân loại các dạng sử dụng lưu lượng kế

Dựa trên nguyên lý đo lường và loại chất lỏng áp dụng, các lưu lượng kế thường dùng trong chế biến thực phẩm có thể được phân thành một số loại chính, bao gồm lưu lượng kế thể tích, lưu lượng kế chênh lệch áp suất, lưu lượng kế điện từ và lưu lượng kế xoáy. Các loại lưu lượng kế khác nhau về độ chính xác đo, môi trường chất lỏng áp dụng và yêu cầu lắp đặt; do đó, cần lựa chọn loại phù hợp tùy theo từng tình huống ứng dụng cụ thể.

1.3 Các bộ phận cần sử dụng lưu lượng kế trong từng giai đoạn chế biến

Bất kể trong kịch bản chế biến thực phẩm nào, mọi quá trình liên quan đến vận chuyển, pha trộn và bổ sung định lượng các vật liệu dạng lỏng đều yêu cầu sử dụng đồng hồ đo lưu lượng để điều khiển dòng chảy. Các ứng dụng cụ thể chủ yếu bao gồm các giai đoạn chính sau đây:

• Giai đoạn đầu vào nguyên liệu : Khi kho nguyên liệu vận chuyển các nguyên liệu dạng lỏng đến các phân xưởng chế biến, chẳng hạn như việc cấp nước máy trong sản xuất nước đóng chai, vận chuyển dịch ép trái cây trong sản xuất đồ uống, và đưa dầu thô vào trong sản xuất dầu ăn, cần phải đo lường chính xác lượng nguyên liệu sử dụng thông qua đồng hồ đo lưu lượng nhằm tránh lãng phí hoặc thiếu hụt nguyên liệu.

• Trộn phối nguyên liệu : Một trong những bước cốt lõi trong chế biến thực phẩm, yêu cầu trộn các nguyên liệu dạng lỏng khác nhau theo tỷ lệ chính xác. Ví dụ, trong sản xuất đồ uống, tỷ lệ giữa siro, nước và nước ép trái cây, hay trong sản xuất gia vị, việc trộn dung dịch muối, dung dịch đường và dịch lên men, đều cần được giám sát lưu lượng của từng nguyên liệu theo thời gian thực bằng đồng hồ đo lưu lượng để đảm bảo tỷ lệ chính xác.

• Quá trình đun nóng/làm nguội : Một số quy trình chế biến thực phẩm đòi hỏi phải đun nóng bằng hơi hoặc làm nguội bằng nước lạnh để kiểm soát nhiệt độ quá trình, ví dụ như thanh trùng sản phẩm sữa, thanh trùng thực phẩm đóng hộp và thanh trùng đồ uống. Cần sử dụng đồng hồ đo lưu lượng để đo lưu lượng hơi hoặc nước làm mát nhằm đảm bảo hiệu quả đun nóng/làm nguội ổn định và bảo đảm chất lượng sản phẩm.

• Quy trình làm sạch và khử trùng : Làm sạch và khử trùng thiết bị chế biến thực phẩm cùng các xưởng sản xuất đòi hỏi phải sử dụng các chất lỏng như nước sạch và hóa chất khử trùng. Đồng hồ đo lưu lượng có thể được dùng để đo lượng dung dịch làm sạch và nước sạch tiêu thụ, kiểm soát thời gian và chi phí làm sạch, đồng thời đảm bảo hiệu quả làm sạch và khử trùng đạt các tiêu chuẩn an toàn thực phẩm.

• Quy trình rót thành phẩm : Trong sản xuất thực phẩm đóng chai và đóng hộp, ví dụ như nước uống, đồ uống, nước tương, và các sản phẩm từ sữa, cần sử dụng đồng hồ đo lưu lượng để kiểm soát chính xác thể tích rót vào mỗi chai/hộp, nhằm đảm bảo hàm lượng tịnh của sản phẩm đạt tiêu chuẩn quốc gia, đồng thời nâng cao hiệu suất rót đầy.

• Xử lý nước thải : Nước thải phát sinh từ quá trình chế biến thực phẩm cần được xử lý trước khi thải ra môi trường. Đồng hồ đo lưu lượng có thể được sử dụng để đo lượng nước thải thải ra và lượng hóa chất xử lý được bổ sung, nhằm đảm bảo quá trình xử lý nước thải đáp ứng các tiêu chuẩn và yêu cầu về bảo vệ môi trường.

2. Loại đồng hồ đo lưu lượng nào đã được sử dụng?

Các kịch bản và quy trình chế biến thực phẩm khác nhau có yêu cầu khác nhau về các tính chất vật lý (như độ nhớt, nhiệt độ và tính ăn mòn), dải lưu lượng và độ chính xác đo lường của môi chất. Do đó, cần sử dụng các loại đồng hồ đo lưu lượng khác nhau. Phần sau đây mô tả chi tiết các loại đồng hồ đo lưu lượng được dùng ở từng giai đoạn và các tiêu chí lựa chọn, dựa trên các tình huống ứng dụng cụ thể:

2.1 Các loại đồng hồ đo lưu lượng phổ biến trong các tình huống chế biến đồ uống

• Đồng hồ đo lưu lượng điện từ được sử dụng rộng rãi để đo lưu lượng của các chất lỏng dẫn điện như nước, nước ép trái cây và siro. Những ưu điểm của chúng bao gồm độ chính xác cao trong đo lường, không nhạy cảm với sự thay đổi độ nhớt và nhiệt độ chất lỏng, đồng thời không có bộ phận chuyển động bên trong ống dẫn, nhờ đó ít bị tắc nghẽn hơn và đáp ứng các yêu cầu về vệ sinh thực phẩm. Ví dụ, trong giai đoạn vận chuyển nước thô trong sản xuất nước đóng chai, các đồng hồ đo lưu lượng điện từ có thể đo chính xác lưu lượng nước máy, cung cấp dữ liệu hỗ trợ cho các quá trình lọc và khử trùng tiếp theo. Trong giai đoạn pha chế nguyên liệu cho đồ uống nước ép trái cây, đồng hồ đo lưu lượng điện từ có thể giám sát liên tục lưu lượng nước ép cô đặc và siro, đảm bảo tỷ lệ pha trộn chính xác. Chúng cũng phù hợp với các chất lỏng sữa và các tình huống yêu cầu đo lưu lượng khối lượng một cách chính xác. Trong sản xuất đồ uống từ sữa, chẳng hạn, đồng hồ đo lưu lượng điện từ có thể trực tiếp đo lưu lượng khối lượng của sữa, tránh được sai số lưu lượng thể tích do sự thay đổi nhiệt độ và áp suất, đồng thời đảm bảo tỷ lệ thành phần dinh dưỡng trong sản phẩm luôn ổn định.

• Bộ đo lưu lượng xoáy : Được sử dụng để đo tốc độ dòng chảy của khí carbon dioxide. Ví dụ, trong sản xuất đồ uống có ga, đồng hồ đo lưu lượng xoáy có thể đo chính xác tốc độ dòng chảy của khí carbon dioxide được tiêm vào đồ uống, kiểm soát hàm lượng khí, đảm bảo hương vị và chất lượng sản phẩm.

2.2 Các loại đồng hồ đo lưu lượng thường dùng trong các quy trình chế biến gia vị

• Đồng hồ đo lưu lượng thể tích (đồng hồ đo lưu lượng bánh răng elip) : Phù hợp để đo tốc độ dòng chảy của các loại gia vị nhớt. Đồng hồ đo lưu lượng bánh răng elip tính toán lưu lượng bằng cách đo số lần chất lỏng làm quay các bánh răng. Thiết bị này có độ chính xác đo cao, không bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi độ nhớt chất lỏng, cấu tạo đơn giản và dễ bảo trì. Trong các công đoạn vận chuyển dịch lên men và chiết rót thành phẩm trong sản xuất nước tương, đồng hồ đo lưu lượng bánh răng elip có thể đo chính xác tốc độ dòng chảy, đảm bảo chất lượng sản phẩm ổn định.

• Đồng hồ đo lưu lượng điện từ được sử dụng để đo tốc độ dòng chảy của các chất lỏng dẫn điện như dung dịch nước muối và dung dịch đường. Ví dụ, trong giai đoạn trộn nguyên liệu sản xuất tương ớt, đồng hồ đo lưu lượng điện từ có thể đo tốc độ dòng chảy của dung dịch nước muối và dung dịch đường để đảm bảo tỷ lệ nguyên liệu chính xác; trong sản xuất giấm, đồng hồ đo lưu lượng điện từ có thể giám sát tốc độ dòng chảy của các dung dịch axit hữu cơ sinh ra trong quá trình lên men để kiểm soát các thông số quy trình lên men.

2.3 Các loại đồng hồ đo lưu lượng thường dùng trong các tình huống chế biến lương thực và dầu thực vật

• Đồng hồ đo lưu lượng thể tích (đồng hồ đo lưu lượng bánh răng elip) : Phù hợp để đo lưu lượng các chất lỏng dầu như dầu thô và dầu tinh chế. Đồng hồ đo lưu lượng bánh răng elip mang lại những ưu điểm như độ chính xác đo cao, khả năng chống nhiễu mạnh và tuổi thọ dài. Thiết bị có thể hoạt động ở nhiệt độ và áp suất cao hơn, phù hợp với việc vận chuyển đường dài và đo đếm chất lỏng dầu trong chế biến lương thực và dầu. Ví dụ, trong quá trình tinh luyện dầu ăn, đồng hồ đo lưu lượng bánh răng elip có thể đo chính xác lượng dầu thô đưa vào và lượng dầu tinh chế đầu ra, cung cấp dữ liệu chính xác cho việc hạch toán chi phí.

• Bộ đo lưu lượng xoáy : Dùng để đo lưu lượng hơi nước. Ví dụ, trong quá trình sưởi ấm và sấy khô trong chế biến lương thực và dầu, đồng hồ đo lưu lượng xoáy có thể đo lưu lượng hơi nước, kiểm soát nhiệt độ và thời gian gia nhiệt, đảm bảo hàm lượng độ ẩm của các sản phẩm lương thực và dầu đạt tiêu chuẩn.

2.4 Các loại đồng hồ đo lưu lượng thường dùng trong các tình huống chế biến thực phẩm tiện lợi

• Đồng hồ đo lưu lượng điện từ được sử dụng để đo tốc độ dòng chảy của các chất lỏng dẫn điện như bột nhão, nước muối và sốt. Ví dụ, trong quá trình vận chuyển bột nhão trong sản xuất mì ăn liền, lưu lượng kế điện từ có thể theo dõi tốc độ dòng chảy của bột nhão theo thời gian thực nhằm kiểm soát độ dày và chất lượng tạo hình của sợi mì; trong quá trình chuẩn bị nhân cho dumplings đông lạnh, lưu lượng kế điện từ có thể đo tốc độ dòng chảy của các nguyên liệu như dầu và nước muối để đảm bảo hương vị của phần nhân.

2.5 Các loại lưu lượng kế thường dùng trong xử lý nước thải

Đồng hồ đo lưu lượng điện từ thường được sử dụng để đo lưu lượng nước thải trong xử lý nước thải chế biến thực phẩm vì chúng có những ưu điểm như khả năng chống ăn mòn tốt, dải đo rộng và không bị ảnh hưởng bởi độ đục của nước thải. Trong quá trình bổ sung hóa chất xử lý, lượng hóa chất thêm vào có thể được kiểm soát chính xác để đảm bảo hiệu quả xử lý nước thải.

3. Tầm quan trọng của lưu lượng kế trong các tình huống khác nhau

Là "mắt dòng chảy" trong chế biến thực phẩm, đồng hồ đo lưu lượng đóng vai trò quan trọng trong nhiều ứng dụng khác nhau, chủ yếu là đảm bảo chất lượng sản phẩm, nâng cao hiệu quả sản xuất, giảm chi phí sản xuất, đảm bảo an toàn thực phẩm và đáp ứng các yêu cầu về bảo vệ môi trường. Cụ thể:

3.1 Tình huống chế biến đồ uống: Đảm bảo hương vị và chất lượng ổn định

Hương vị và chất lượng của các sản phẩm đồ uống có liên quan mật thiết đến các thông số như tỷ lệ nguyên liệu và hàm lượng gas. Trong sản xuất nước ép trái cây, việc kiểm soát lưu lượng không chính xác đối với nước cốt trái cây và siro có thể dẫn đến mất cân bằng độ ngọt và độ chua, ảnh hưởng đến hương vị. Trong sản xuất đồ uống có gas, sự dao động lưu lượng khí carbon dioxide có thể gây ra hiện tượng thiếu hoặc quá nhiều gas, làm giảm khả năng cạnh tranh của sản phẩm. Đồng hồ đo lưu lượng, thông qua việc đo lường lưu lượng chính xác và theo thời gian thực, đảm bảo tỷ lệ nguyên liệu ổn định và kiểm soát được hàm lượng gas, từ đó duy trì độ đồng nhất về hương vị và chất lượng sản phẩm đồ uống. Hơn nữa, trong quá trình đóng chai, đồng hồ đo lưu lượng có thể kiểm soát chính xác trọng lượng tịnh của mỗi chai, ngăn ngừa các khiếu nại trên thị trường và tổn thất kinh tế do trọng lượng tịnh không đạt tiêu chuẩn.

3.2 Các Tình Huống Chế Biến Gia Vị: Đảm Bảo Hương Vị Và An Toàn Đạt Tiêu Chuẩn

Hương vị của các loại gia vị đòi hỏi độ chính xác và ổn định rất cao. Ví dụ, độ mặn của nước tương, độ chua của giấm và độ cay của tương ớt đều phụ thuộc vào tỷ lệ chính xác của nguyên liệu thô. Trong quá trình lên men nước tương, việc kiểm soát tốc độ dòng chảy của nước muối ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả lên men và độ mặn của nước tương; trong sản xuất tương ớt, việc điều chỉnh lưu lượng dầu và sốt gia vị ảnh hưởng đến hương vị và thời hạn sử dụng của sản phẩm. Các đồng hồ đo lưu lượng, bằng cách đo chính xác lưu lượng của từng loại nguyên liệu dạng lỏng, đảm bảo tỷ lệ phối trộn đáp ứng yêu cầu công nghệ, từ đó duy trì độ ổn định về hương vị cho sản phẩm gia vị. Hơn nữa, việc sử dụng đồng hồ đo lưu lượng giúp tránh lãng phí chi phí do thêm dư thừa nguyên liệu, đồng thời ngăn ngừa tình trạng suy giảm chất lượng sản phẩm do thiếu hụt nguyên liệu, đảm bảo các sản phẩm gia vị đáp ứng các tiêu chuẩn an toàn thực phẩm.

3.3 Tình huống chế biến lương thực và dầu: Nâng cao hiệu suất và đảm bảo an toàn sản phẩm

Trong chế biến lương thực và dầu, việc vận chuyển và đun nóng các chất lỏng có dầu đòi hỏi kiểm soát lưu lượng chính xác. Trong quá trình tinh luyện dầu thô, đồng hồ đo lưu lượng kiểu quay đo chính xác lượng dầu thô đầu vào và sản lượng dầu tinh chế đầu ra, hỗ trợ công tác hạch toán chi phí và lên kế hoạch sản xuất. Ở giai đoạn sấy và làm khô, đồng hồ đo lưu lượng xoáy đảm bảo độ ẩm của các sản phẩm lương thực - dầu đạt tiêu chuẩn, ngăn ngừa nấm mốc và hư hỏng do độ ẩm quá cao, từ đó đảm bảo an toàn sản phẩm. Hơn nữa, việc sử dụng đồng hồ đo lưu lượng cho phép tự động hóa quá trình vận chuyển chất lỏng có dầu, thay thế các thao tác thủ công truyền thống, nâng cao hiệu quả sản xuất, giảm sai sót do con người và hạ thấp cường độ lao động.

3.4 Tình huống chế biến thực phẩm tiện lợi: Đảm bảo chất lượng tạo hình và tính liên tục trong sản xuất

Việc sản xuất thực phẩm tiện lợi chủ yếu được thực hiện trên các dây chuyền lắp ráp liên tục, và việc kiểm soát dòng chảy ổn định là yếu tố then chốt để đảm bảo sản xuất liên tục. Trong quá trình sản xuất mì ăn liền, sự dao động của dòng bột có thể dẫn đến độ dày mì không đồng đều và bị gãy, ảnh hưởng đến hình thức và chất lượng sản phẩm, thậm chí gây ra tình trạng ngừng hoạt động dây chuyền sản xuất. Trong chuẩn bị nhân dumpling đông lạnh, lưu lượng nguyên liệu như dầu và nước muối không ổn định có thể dẫn đến độ ẩm trong nhân không đồng đều, ảnh hưởng đến khả năng gói kín và kết cấu của dumpling. Các lưu lượng kế giám sát và điều khiển dòng chất lỏng theo thời gian thực, đảm bảo tính liên tục và ổn định của quá trình sản xuất, giảm thiểu gián đoạn sản xuất do dao động lưu lượng, từ đó nâng cao hiệu suất sản xuất. Đồng thời, việc kiểm soát lưu lượng chính xác có thể tránh lãng phí nguyên vật liệu và giảm chi phí sản xuất.

3.5 Tình huống xử lý nước thải: đáp ứng yêu cầu bảo vệ môi trường và giảm chi phí xử lý

Với các quy định môi trường ngày càng nghiêm ngặt, tỷ lệ tuân thủ xử lý nước thải của các doanh nghiệp chế biến thực phẩm đã trở thành yếu tố then chốt cho sự tồn tại và phát triển của họ. Trong quá trình xử lý nước thải, các lưu lượng kế điện từ cung cấp phép đo chính xác lưu lượng nước thải, hỗ trợ dữ liệu để điều chỉnh các thông số quy trình và đảm bảo nước thải sau xử lý đạt tiêu chuẩn xả thải. Ở giai đoạn châm hóa chất, thiết bị cho phép kiểm soát chính xác liều lượng, tránh lãng phí chi phí do châm quá liều và ngăn ngừa hiệu quả xử lý kém do châm không đủ liều. Việc sử dụng lưu lượng kế không chỉ giúp doanh nghiệp đáp ứng yêu cầu về môi trường, tránh bị phạt mà còn giảm chi phí xử lý nước thải và nâng cao mức độ phát triển xanh.

4. Tầm Quan Trọng Của Việc Sử Dụng Lưu Lượng Kế

Ngoài các ứng dụng cụ thể trong nhiều tình huống khác nhau, đồng hồ đo lưu lượng mang lại giá trị quan trọng và phổ quát trong toàn bộ quá trình sản xuất và vận hành của các doanh nghiệp chế biến thực phẩm, đóng vai trò là yếu tố then chốt đảm bảo sản xuất hiệu quả, chính xác và an toàn. Tầm quan trọng của chúng chủ yếu được thể hiện ở những khía cạnh sau:

4.1 Đảm bảo chất lượng sản phẩm ổn định

Sự ổn định về chất lượng sản phẩm thực phẩm là yếu tố then chốt giúp doanh nghiệp giành được sự tin tưởng từ thị trường. Việc kiểm soát chính xác lưu lượng nguyên liệu dạng lỏng là một yếu tố cốt lõi để đảm bảo chất lượng sản phẩm đồng đều. Dù là nguyên liệu đồ uống, lên men gia vị hay công thức nhồi thực phẩm tiện lợi, các đồng hồ đo lưu lượng đều có thể giám sát và điều chỉnh lượng từng loại nguyên liệu lỏng theo thời gian thực, tránh được sự biến động về chất lượng sản phẩm do sai sót của con người hoặc dao động trong lưu lượng nguyên liệu. Thông qua việc đo lường chính xác bằng đồng hồ đo lưu lượng, doanh nghiệp có thể đạt được sự kiểm soát tiêu chuẩn hóa về chất lượng sản phẩm, đảm bảo tính nhất quán về hương vị, mùi vị và thành phần dinh dưỡng giữa các lô sản xuất khác nhau, từ đó nâng cao năng lực cạnh tranh trên thị trường.

4.2 Cải thiện hiệu quả sản xuất và mức độ tự động hóa

Trong chế biến thực phẩm truyền thống, việc đo lường các nguyên liệu dạng lỏng thường dựa vào ước tính thủ công hoặc đo theo thể tích, điều này kém hiệu quả và dễ xảy ra sai sót. Việc ứng dụng đồng hồ đo lưu lượng cho phép tự động hóa và đo lường lưu lượng chất lỏng trong thời gian thực, cho phép tích hợp liền mạch với các dây chuyền sản xuất tự động và hệ thống điều khiển để đạt được kiểm soát vòng kín trong quá trình sản xuất. Ví dụ, trong một dây chuyền đóng chai đồ uống, đồng hồ đo lưu lượng có thể truyền dữ liệu lưu lượng đến hệ thống điều khiển theo thời gian thực. Hệ thống điều khiển sẽ tự động điều chỉnh tốc độ của bơm cấp liệu dựa trên các thông số đã cài đặt trước để đảm bảo lưu lượng ổn định, không cần can thiệp thủ công. Mô hình điều khiển tự động này không chỉ nâng cao hiệu suất sản xuất mà còn giảm chi phí nhân công và mức độ lao động, thúc đẩy doanh nghiệp chuyển đổi từ sản xuất thủ công truyền thống sang sản xuất tự động hiện đại.

4.3 Giảm chi phí sản xuất và lãng phí tài nguyên

Việc đo lưu lượng chính xác hiệu quả ngăn ngừa việc sử dụng quá mức hoặc lãng phí nguyên liệu dạng lỏng. Trong chế biến thực phẩm, chi phí nguyên liệu chiếm tỷ trọng đáng kể trong tổng chi phí sản xuất. Kiểm soát lưu lượng không chính xác có thể dẫn đến việc thêm dư thừa nguyên liệu, làm tăng chi phí sản xuất, hoặc thiếu hụt nguyên liệu, ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm và gây ra phế phẩm. Thông qua kiểm soát lưu lượng chính xác, các doanh nghiệp có thể tuân thủ nghiêm ngặt lượng sử dụng nguyên liệu theo yêu cầu trong quá trình sản xuất, giảm thiểu sự lãng phí. Đồng thời, trong các lĩnh vực tiêu thụ năng lượng, như kiểm soát lưu lượng hơi nước và nước làm mát, đồng hồ đo lưu lượng giúp doanh nghiệp tối ưu hóa hiệu suất năng lượng và giảm chi phí năng lượng. Hơn nữa, việc sử dụng đồng hồ đo lưu lượng còn giảm thiểu tổn thất do phải gia công lại và phế phẩm do chất lượng sản phẩm không đạt tiêu chuẩn, từ đó tiếp tục hạ thấp chi phí sản xuất.

4.4 Đảm bảo an toàn thực phẩm và sản xuất đúng quy chuẩn

An toàn thực phẩm là yếu tố sống còn của các doanh nghiệp chế biến thực phẩm. Đồng hồ đo lưu lượng đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo an toàn thực phẩm: một mặt, bằng cách đo lường chính xác lượng nguyên liệu sử dụng, chúng có thể ngăn ngừa các nguy cơ gây mất an toàn thực phẩm do lượng nguyên liệu quá mức, ví dụ như nguy cơ sức khỏe tiềm tàng từ lượng muối và đường thêm vào quá nhiều trong quá trình sản xuất gia vị; mặt khác, trong quy trình vệ sinh và khử trùng, đồng hồ đo lưu lượng có thể kiểm soát lượng dung dịch làm sạch và nước được sử dụng, đảm bảo hiệu quả làm sạch và khử trùng thiết bị cũng như nhà xưởng, tránh tồn dư vi khuẩn và vi sinh vật, từ đó giảm thiểu rủi ro về an toàn thực phẩm. Hơn nữa, dữ liệu đo lường từ đồng hồ đo lưu lượng có thể trở thành hồ sơ quan trọng của quá trình sản xuất, hỗ trợ truy xuất nguồn gốc chất lượng và thuận tiện cho công tác thanh tra, kiểm tra của cơ quan quản lý. Trong bối cảnh các quy định ngày càng nghiêm ngặt đối với ngành công nghiệp thực phẩm, việc sử dụng đồng hồ đo lưu lượng giúp doanh nghiệp đáp ứng các yêu cầu pháp lý, đạt được sản xuất tuân thủ quy định và tránh các hình phạt cũng như tổn hại đến danh tiếng thương hiệu do vi phạm.

4.5 Cung cấp hỗ trợ dữ liệu cho quản lý sản xuất và ra quyết định.

Các đồng hồ đo lưu lượng, trong khi đo tốc độ dòng chảy, có thể ghi lại và truyền dữ liệu lưu lượng theo thời gian thực. Dữ liệu này rất quan trọng đối với công tác quản lý sản xuất và ra quyết định của doanh nghiệp. Bằng cách phân tích dữ liệu lưu lượng thu thập được từ các đồng hồ đo lưu lượng, doanh nghiệp có thể nắm rõ mức tiêu thụ nguyên vật liệu và mức sử dụng năng lượng tại từng giai đoạn sản xuất, từ đó tối ưu hóa các thông số quy trình sản xuất và nâng cao hiệu quả quản lý sản xuất. Ví dụ, bằng cách phân tích dữ liệu lưu lượng nguyên vật liệu trong các khoảng thời gian khác nhau, doanh nghiệp có thể lập kế hoạch mua sắm và quản lý tồn kho nguyên vật liệu một cách hợp lý, tránh tình trạng ứ đọng hoặc thiếu hụt nguyên liệu; bằng cách phân tích dữ liệu lưu lượng năng lượng, các điểm yếu về tiêu thụ năng lượng có thể được xác định để đề ra các biện pháp tiết kiệm năng lượng và giảm tiêu thụ. Hơn nữa, dữ liệu lưu lượng cũng có thể được sử dụng cho việc hạch toán chi phí sản xuất, đánh giá hiệu suất sản xuất và các nhiệm vụ khác, cung cấp cơ sở khoa học cho các quyết định kinh doanh của doanh nghiệp.

5. Chức năng, cách sử dụng và lợi ích của hộp điều khiển định lượng.

Trong chế biến thực phẩm, bao gồm việc thêm và rót định lượng, việc chỉ dựa vào chức năng đo lưu lượng của đồng hồ lưu lượng là chưa đủ để đạt được kiểm soát định lượng chính xác. Hộp điều khiển định lượng, với tư cách là thiết bị điều khiển cốt lõi được sử dụng cùng với đồng hồ lưu lượng, sẽ nhận tín hiệu lưu lượng từ đồng hồ này và sử dụng thuật toán điều khiển tích hợp để đạt được kiểm soát chính xác lượng vật liệu chất lỏng. Đây là thiết bị quan trọng nhằm nâng cao độ chính xác định lượng và mức độ tự động hóa trong quá trình chế biến thực phẩm.

5.1 Chức năng của hộp điều khiển định lượng

• Điều khiển định lượng chính xác : Đây là chức năng chính của hộp điều khiển định lượng. Hộp có thể cài đặt trước các giá trị định lượng mục tiêu và nhận tín hiệu lưu lượng từ đồng hồ lưu lượng theo thời gian thực. Khi tổng lưu lượng đạt đến giá trị đã cài đặt, nó sẽ tự động gửi tín hiệu điều khiển để tắt bơm cấp liệu hoặc van điều khiển, từ đó đạt được việc cấp liệu hoặc đổ đầy vật liệu lỏng một cách chính xác. Ví dụ, trong quá trình chiết rót nước tương, giá trị định lượng cài đặt trước là 500ml mỗi chai. Khi lưu lượng tích lũy đo được bởi đồng hồ lưu lượng đạt 500ml, hộp điều khiển định lượng sẽ tự động điều khiển đóng van chiết rót, đảm bảo hàm lượng tịnh chính xác cho mỗi chai nước tương.

• Tự động hóa điều khiển quá trình sản xuất : Hộp điều khiển định lượng có thể được kết nối với các dây chuyền sản xuất tự động, bơm vận chuyển, van và các thiết bị khác để đạt được việc điều khiển tự động quá trình sản xuất. Nó có thể hoàn thành các thao tác vận chuyển và rót định lượng mà không cần sự can thiệp của con người, từ đó nâng cao hiệu suất sản xuất và giảm sai sót do nhân công. Ví dụ, trong giai đoạn pha trộn nguyên liệu đồ uống, hộp điều khiển định lượng có thể lần lượt điều khiển việc khởi động và dừng các bơm vận chuyển đối với các nguyên liệu thô khác nhau theo tỷ lệ công thức đã cài đặt trước, nhằm đạt được việc trộn định lượng tự động nhiều loại nguyên liệu thô.

• Giám sát lưu lượng và cảnh báo bất thường : Hộp điều khiển định lượng có thể hiển thị lưu lượng tức thời và lưu lượng tích lũy do đồng hồ lưu lượng đo được theo thời gian thực, cho phép người vận hành giám sát tình trạng sản xuất. Khi lưu lượng dao động bất thường hoặc vượt quá phạm vi cài đặt trước, hộp điều khiển định lượng sẽ tự động phát ra tín hiệu báo động để nhắc nhở người vận hành xử lý sự cố kịp thời, tránh các vấn đề về chất lượng sản phẩm hoặc tai nạn sản xuất do lưu lượng bất thường.

• Ghi nhận dữ liệu và truy xuất nguồn gốc : Một số hộp điều khiển định lượng cao cấp được trang bị chức năng ghi dữ liệu, có thể lưu lại các thông tin như thời gian, giá trị định lượng và lưu lượng thực tế của mỗi lần thao tác định lượng, thuận tiện cho việc truy xuất quy trình sản xuất và kiểm soát chất lượng tại các doanh nghiệp. Dữ liệu này có thể được xuất qua USB hoặc tải lên hệ thống quản lý doanh nghiệp thông qua mạng, cung cấp cơ sở dữ liệu hỗ trợ công tác quản lý và ra quyết định sản xuất.

5.2 Ưu điểm của bộ điều khiển định lượng hộp

• Độ chính xác định lượng cao : Hộp điều khiển định lượng áp dụng thuật toán điều khiển độ chính xác cao, có thể hiệu quả loại bỏ sai số đo lường của đồng hồ lưu lượng và độ trễ hoạt động của bộ chấp hành, từ đó đạt được kiểm soát định lượng chính xác cao. Sai số định lượng của thiết bị thường có thể được kiểm soát trong phạm vi ±0,5%, vượt trội hơn nhiều so với độ chính xác của phương pháp định lượng thủ công, đáp ứng được các yêu cầu nghiêm ngặt trong chế biến thực phẩm về khối lượng tịnh và tỷ lệ thành phần.

• Nâng cao Hiệu suất Sản xuất : Hộp điều khiển định lượng tự động hóa các thao tác định lượng, loại bỏ nhu cầu giám sát và vận hành thủ công theo thời gian thực, do đó nâng cao đáng kể hiệu suất sản xuất. Ví dụ, trong các dây chuyền đóng chai đồ uống quy mô lớn, hộp điều khiển định lượng có thể thực hiện việc rót đầy chính xác hàng chục hoặc thậm chí hàng trăm chai mỗi phút, vượt xa hiệu quả của phương pháp rót bằng tay. Đồng thời, vận hành tự động giảm thiểu sự gián đoạn sản xuất do can thiệp của con người, đảm bảo tính liên tục của quá trình sản xuất.

• Giảm chi phí lao động và cường độ làm việc : Các thao tác định lượng truyền thống yêu cầu người vận hành phải theo dõi lưu lượng theo thời gian thực và điều khiển van hoặc bơm bằng tay, dẫn đến cường độ lao động và chi phí cao. Việc vận hành tự động hóa nhờ hộp điều khiển định lượng có thể thay thế lao động thủ công, giảm số lượng nhân viên vận hành, hạ thấp chi phí và cường độ lao động, đồng thời tránh các sai sót vận hành do mệt mỏi gây ra.

• Tính tương thích cao và phạm vi ứng dụng rộng rãi : Hộp điều khiển định lượng có thể được sử dụng cùng với nhiều loại đồng hồ đo lưu lượng khác nhau (như đồng hồ đo lưu lượng điện từ, đồng hồ đo lưu lượng thể tích, đồng hồ đo khối lượng Coriolis, v.v.) và phù hợp với các loại chất lỏng khác nhau (như nước, dầu, nước ép, sốt, v.v.), đáp ứng nhu cầu điều khiển định lượng ở các công đoạn chế biến thực phẩm khác nhau. Hơn nữa, việc thiết lập thông số rất linh hoạt và có thể điều chỉnh nhanh chóng theo các yêu cầu quy trình sản xuất khác nhau, mang lại tính thích ứng cao.

• Nâng Cao Quản Lý Sản Xuất : Các chức năng giám sát dòng chảy và ghi dữ liệu của hộp điều khiển định lượng giúp doanh nghiệp nắm bắt trạng thái định lượng trong quá trình sản xuất một cách thời gian thực, hỗ trợ việc lập kế hoạch sản xuất và kiểm soát chất lượng. Bằng cách phân tích các dữ liệu đã ghi, doanh nghiệp có thể tối ưu hóa các thông số quy trình sản xuất và nâng cao độ chính xác trong quản lý sản xuất. Hơn nữa, chức năng ghi dữ liệu cho phép truy xuất nguồn gốc quá trình sản xuất, tạo thuận lợi cho việc đáp ứng công tác giám sát chất lượng và các cuộc thanh tra.

6. Chức năng của bộ ghi dữ liệu

Trong suốt quá trình chế biến thực phẩm, việc kiểm soát ổn định các thông số quy trình như nhiệt độ, áp suất, lưu lượng và độ ẩm ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng và độ an toàn của sản phẩm. Thiết bị ghi dữ liệu, với tư cách là thiết bị có khả năng thu thập, ghi lại và lưu trữ thời gian thực các thông số quy trình khác nhau, có thể giám sát toàn diện sự thay đổi của các thông số quan trọng trong quá trình sản xuất, cung cấp hỗ trợ mạnh mẽ cho truy xuất nguồn gốc chất lượng, tối ưu hóa quy trình và sản xuất tuân thủ quy định. Chúng là công cụ quan trọng giúp các doanh nghiệp chế biến thực phẩm nâng cao công tác quản lý sản xuất. Các chức năng chính của chúng được thể hiện chủ yếu ở các khía cạnh sau:

6.1 Thu thập và ghi lại thời gian thực các thông số quy trình chính

Các thiết bị ghi dữ liệu có thể kết nối với nhiều loại cảm biến khác nhau (như cảm biến nhiệt độ, cảm biến áp suất, đồng hồ đo lưu lượng và cảm biến độ ẩm) để thu thập các thông số quy trình quan trọng ở từng giai đoạn chế biến thực phẩm một cách thời gian thực, đồng thời lưu trữ dữ liệu này dưới dạng kỹ thuật số bên trong thiết bị hoặc trên nền tảng đám mây. Ví dụ, trong quá trình thanh trùng sản phẩm sữa, thiết bị ghi dữ liệu có thể thu thập và ghi lại các thông số như nhiệt độ thanh trùng, thời gian thanh trùng và áp suất hơi; trong quá trình chuẩn bị nguyên liệu đồ uống, thiết bị có thể thu thập và ghi lại các thông số như lưu lượng và nhiệt độ của từng nguyên liệu; và trong quá trình bảo quản kho, thiết bị có thể thu thập và ghi lại các thông số như nhiệt độ và độ ẩm trong kho. Tần suất thu thập dữ liệu của thiết bị ghi có thể được điều chỉnh theo yêu cầu quy trình nhằm đảm bảo việc ghi nhận đầy đủ và chính xác các thay đổi thông số, tránh những điểm mù trong kiểm soát chất lượng do bỏ sót thông số.

6.2 Đảm bảo độ ổn định chất lượng sản phẩm và khả năng truy xuất nguồn gốc

Ngành công nghiệp chế biến thực phẩm có các yêu cầu nghiêm ngặt về khả năng truy xuất nguồn gốc chất lượng sản phẩm. Trong trường hợp xảy ra sự cố về chất lượng, điều thiết yếu là phải nhanh chóng truy xuất ngược lại từng giai đoạn trong quá trình sản xuất. Dữ liệu thông số quy trình được ghi lại bởi máy ghi dữ liệu là cơ sở cốt lõi cho việc truy xuất nguồn gốc chất lượng. Bằng cách phân tích dữ liệu lưu trữ trong máy ghi dữ liệu, các doanh nghiệp có thể tái tạo chính xác những thay đổi của các thông số quy trình trong quá trình sản xuất sản phẩm, xác định nguyên nhân gây ra sự cố chất lượng và thực hiện các biện pháp khắc phục kịp thời. Ví dụ, nếu một lô đồ uống có vị bất thường, các thông số như tốc độ dòng chảy của nước ép cô đặc, tốc độ dòng chảy của siro và nhiệt độ tiệt trùng trong quá trình sản xuất lô đó có thể được kiểm tra thông qua máy ghi dữ liệu để xác minh xem có sai lệch về tỷ lệ dòng chảy hay kiểm soát nhiệt độ không đúng hay không. Đồng thời, hồ sơ thông số đầy đủ có thể chứng minh rằng quy trình sản xuất của doanh nghiệp đáp ứng các tiêu chuẩn an toàn thực phẩm, từ đó tăng niềm tin của người tiêu dùng đối với sản phẩm.

6.3 Tối ưu hóa các thông số quy trình sản xuất để cải thiện hiệu suất sản xuất.

Dữ liệu thông số quá trình sản xuất được tích lũy trong thời gian dài thông qua thiết bị ghi dữ liệu cung cấp nền tảng phân tích dữ liệu quý giá để doanh nghiệp tối ưu hóa quy trình sản xuất. Bằng cách phân tích thống kê lượng lớn dữ liệu lịch sử, các doanh nghiệp có thể xác định những điểm yếu trong quy trình sản xuất, tối ưu thiết lập thông số quy trình và nâng cao hiệu quả sản xuất cũng như chất lượng sản phẩm. Ví dụ, bằng cách phân tích mối quan hệ giữa các thông số như lưu lượng và nhiệt độ trong các mẻ sản xuất đồ uống khác nhau với hương vị sản phẩm và thời hạn sử dụng, có thể xác định tỷ lệ nguyên liệu tối ưu và các thông số tiệt trùng nhằm cải thiện chất lượng sản phẩm. Bằng cách phân tích các thông số tiêu thụ năng lượng (như lưu lượng hơi và mức tiêu thụ điện) trong quá trình sản xuất, có thể tối ưu kế hoạch sử dụng năng lượng để giảm chi phí sản xuất. Ngoài ra, chức năng giám sát thời gian thực của thiết bị ghi dữ liệu có thể giúp người vận hành phát hiện kịp thời các dao động bất thường của thông số quy trình, tránh tình trạng phế phẩm và gián đoạn sản xuất do sai lệch thông số, từ đó đảm bảo sự ổn định của quá trình sản xuất.

6.4 Hỗ trợ sản xuất tuân thủ và xử lý các cuộc thanh tra, kiểm tra về quy định đối với doanh nghiệp.

Trong những năm gần đây, ngành công nghiệp thực phẩm của nước ta đã phải đối mặt với các quy định ngày càng nghiêm ngặt, yêu cầu các công ty thiết lập hệ thống kiểm soát quy trình sản xuất và truy xuất nguồn gốc chất lượng toàn diện. Dữ liệu thông số quá trình được ghi lại bởi máy ghi dữ liệu đóng vai trò bằng chứng quan trọng chứng minh việc sản xuất tuân thủ quy định. Trong các cuộc thanh tra, kiểm tra của cơ quan quản lý, doanh nghiệp có thể cung cấp các bản ghi thông số đầy đủ và chính xác để chứng minh rằng quy trình sản xuất của họ tuân thủ Luật An toàn Thực phẩm và các luật, quy định, tiêu chuẩn liên quan khác, từ đó tránh bị xử phạt do không cung cấp hồ sơ hiệu lực. Ví dụ, trong sản xuất sản phẩm sữa, các tiêu chuẩn liên quan yêu cầu doanh nghiệp phải ghi lại các thông số then chốt như nhiệt độ và thời gian tiệt trùng. Dữ liệu từ máy ghi dữ liệu có thể trực tiếp làm cơ sở cho các cuộc kiểm tra tuân thủ, giúp doanh nghiệp vượt qua thành công các cuộc kiểm tra của cơ quan quản lý.

6.5 Giảm lỗi ghi chép do con người và cải thiện độ tin cậy của dữ liệu

Việc ghi chép thông số quy trình truyền thống dựa vào viết tay, không chỉ kém hiệu quả mà còn dễ xảy ra sai sót, bỏ sót và bị sửa đổi, khiến độ tin cậy của dữ liệu khó được đảm bảo. Các thiết bị ghi dữ liệu sử dụng phương pháp thu thập và ghi tự động, loại bỏ sự can thiệp thủ công và hiệu quả tránh được các lỗi do ghi chép bằng tay, đảm bảo độ chính xác và tính xác thực của dữ liệu. Hơn nữa, dữ liệu được lưu trữ bởi thiết bị ghi dữ liệu không thể bị thay đổi, tiếp tục tăng cường độ tin cậy của dữ liệu và cung cấp hỗ trợ vững chắc cho kiểm soát chất lượng và thanh tra quy định.

7. Kết Luận

Sản xuất hiệu quả trong các doanh nghiệp chế biến thực phẩm phụ thuộc vào việc kiểm soát quá trình chính xác. Các thiết bị tự động như đồng hồ đo lưu lượng, hộp điều khiển định lượng và bộ ghi dữ liệu, với tư cách là công cụ cốt lõi để kiểm soát quá trình, đóng vai trò không thể thay thế trong việc đảm bảo chất lượng sản phẩm, nâng cao hiệu quả sản xuất, giảm chi phí sản xuất, cũng như đảm bảo an toàn thực phẩm và sản xuất tuân thủ quy định. Đồng hồ đo lưu lượng cung cấp dữ liệu nền tảng cho việc điều khiển lưu lượng ở từng giai đoạn sản xuất, hộp điều khiển định lượng cho phép tự động hóa và định lượng chính xác các nguyên liệu dạng lỏng, còn bộ ghi dữ liệu giám sát và ghi lại toàn diện các thông số quan trọng của quá trình sản xuất. Ba thành phần này phối hợp với nhau tạo thành hệ thống điều khiển vòng kín cho quá trình chế biến thực phẩm.

Trước bối cảnh ngành công nghiệp thực phẩm đang phát triển theo hướng sản xuất quy mô lớn, chuẩn hóa và thông minh, các doanh nghiệp cần nhận thức đầy đủ tầm quan trọng của những thiết bị tự động này. Căn cứ vào các tình huống sản xuất và yêu cầu quy trình cụ thể của bản thân, doanh nghiệp nên lựa chọn và áp dụng hợp lý các thiết bị liên quan nhằm không ngừng nâng cao mức độ tự động hóa và quản lý tinh gọn trong quá trình sản xuất. Bằng việc liên tục tối ưu hóa cấu hình thiết bị và các thông số quy trình, doanh nghiệp không chỉ đạt được sản xuất hiệu quả mà còn nâng cao năng lực cạnh tranh trên thị trường của sản phẩm, giành lợi thế trong cuộc cạnh tranh ngày càng khốc liệt, đồng thời góp phần đảm bảo an toàn thực phẩm.