Cơ giới hóa dòng chảy nông sản trong kho và xưởng chế biến

Khâu vận chuyển thường bị bỏ quên nhất

• Đến một cơ sở sơ chế ngô, cà phê hay sản xuất thức ăn chăn nuôi quy mô nhỏ, có thể thấy một nghịch lý khá quen thuộc. Máy nghiền chạy bằng điện, máy trộn đã có mô tơ, máy ép cám cũng đã cơ giới hóa, nhưng nguyên liệu giữa các máy vẫn được chuyển bằng xô, bao tải hoặc xẻng.

• Công việc này không tạo thêm giá trị cho nông sản. Người lao động chỉ đang đưa cùng một lượng vật chất từ điểm A sang điểm B.

• Với vài chục kilôgam mỗi ngày, cách làm thủ công chưa phải vấn đề lớn. Khi lượng nguyên liệu tăng lên vài trăm kilôgam hoặc hàng tấn, số lần cúi, xúc, bê và đổ bắt đầu chiếm một phần đáng kể thời gian của cả ca sản xuất.

• FAO khi mô tả hệ thống xử lý ngũ cốc cũng chỉ ra sự khác biệt giữa vận chuyển thủ công nhiều lần với hệ thống bulk handling, trong đó hạt được đưa liên tục qua các công đoạn tiếp nhận, làm sạch, sấy, chứa và chế biến bằng thiết bị cơ khí.

• Đây chính là lý do cần nhìn cơ giới hóa theo một cách khác. Không chỉ hỏi “máy này làm được bao nhiêu tấn”, mà phải hỏi:

  • Nguyên liệu phải đi qua bao nhiêu điểm?

  • Có phải nâng từ thấp lên cao không?

  • Mỗi lần chuyển có cần người xúc lại không?

  • Máy phía sau có thường phải chờ nguyên liệu?

  • Cám, bột có rơi xuống nền trong quá trình chuyển hay không?

• Nếu một dây chuyền có ba máy tốt nhưng giữa ba máy vẫn cần hai người xúc nguyên liệu, điểm yếu thực sự chưa chắc nằm ở máy chế biến.

Trục vít làm việc bằng một nguyên lý khá đơn giản

Cụm truyền động đặt ở đầu trên của thiết bị, nguyên liệu sau khi được trục vít đưa lên sẽ thoát qua cửa xả phía dưới.

• Băng tải trục vít, còn gọi là screw conveyor hoặc auger conveyor, không “hút” nguyên liệu theo nghĩa sử dụng luồng khí như máy hút chân không.

• Bên trong ống hoặc máng có một cánh xoắn chạy dọc theo trục. Khi cánh xoắn quay, vật liệu được đẩy dần từ đầu nạp tới đầu xả.

• Oklahoma State University mô tả auger là một trong những phương pháp phổ biến nhất để vận chuyển ngũ cốc và thức ăn tại trang trại. Các dạng thiết bị khác nhau được sử dụng để chuyển hạt giữa phương tiện vận tải, kho chứa và các công đoạn chế biến.

• Nhìn bên ngoài, cấu tạo không quá phức tạp. Nhưng hiệu quả vận chuyển phụ thuộc khá nhiều yếu tố:

  • Đường kính trục vít.

  • Bước xoắn.

  • Tốc độ quay.

  • Chiều dài ống.

  • Góc đặt băng tải.

  • Loại nguyên liệu.

  • Độ ẩm.

  • Khối lượng riêng của vật liệu.

• Vì vậy, không nên nhìn một chiếc mô tơ lớn rồi kết luận máy chắc chắn tải được nhiều.

• Một chiếc băng tải đặt gần ngang và vận chuyển ngô khô có thể đạt trạng thái làm việc rất khác khi dựng nghiêng hơn và chuyển một loại bột có tính kết dính.

Không phải loại nông sản nào cũng “chảy” giống nhau

• Đây là điểm người sử dụng thường bỏ qua.

• Thóc, ngô hạt khô, đậu tương là nhóm vật liệu dạng hạt tương đối dễ chảy.

• Cà phê nhân, đậu phộng, hạt điều có hình dạng và đặc tính bề mặt khác, nên phản ứng khi đi trong trục vít cũng khác.

• Cám, bột ngô, bột gạo lại thuộc một câu chuyện khác. Hạt rất nhỏ, dễ phát sinh bụi và một số loại có thể bết khi độ ẩm tăng.

• Vì thế, trước khi chọn thiết bị nên xem nguyên liệu theo ít nhất bốn đặc tính:

  • Kích thước hạt: hạt lớn, hạt nhỏ hay bột.

  • Độ ẩm: nguyên liệu khô thường dễ vận chuyển hơn vật liệu ẩm hoặc dính.

  • Khả năng chảy: có tự tụt xuống phễu hay thường tạo vòm.

  • Độ dễ vỡ: một số loại hạt cần hạn chế va đập nếu chất lượng hình thức có giá trị thương mại.

• Trong thực tế, câu hỏi “máy có tải được cà phê không?” vẫn còn quá rộng.

• Cần hỏi tiếp:

  • Cà phê nhân hay quả khô?

  • Độ ẩm khoảng bao nhiêu?

  • Hạt đã qua làm sạch chưa?

  • Cần nâng cao bao nhiêu mét?

  • Một giờ cần chuyển bao nhiêu kilôgam?

• Chỉ khi có những dữ liệu này mới chọn được cách cấp liệu hợp lý.

Chiều dài 2 mét, 3 mét hay 4 mét không đơn thuần là chuyện “máy lớn hơn”

• Một trong những sai lầm khi chọn băng tải là cho rằng càng dài càng tốt.

• Thực tế nên bắt đầu từ sơ đồ mặt bằng.

• Tuyến ngắn khoảng 2 mét thường phù hợp khi:

  • Chuyển nguyên liệu từ bao hoặc thùng chứa lên phễu máy.

  • Nối hai thiết bị đặt gần nhau.

  • Không cần nâng quá cao.

  • Xưởng nhỏ, cần dễ di chuyển.

• Tuyến khoảng 3 mét bắt đầu hữu ích khi:

  • Máy trộn hoặc máy ép có phễu nạp cao hơn.

  • Cần đặt bao chứa xa khu vực máy một chút.

  • Muốn tổ chức lối đi rộng hơn cho người vận hành.

• Tuyến khoảng 4 mét có thể phù hợp khi:

  • Cần vượt qua một khoảng cách dài hơn.

  • Cần cấp liệu cho silo, máy sấy hoặc thiết bị có vị trí nạp cao.

  • Bố trí kho không cho phép đặt nguyên liệu sát máy.

• Nhưng chiều dài tăng thường kéo theo yêu cầu truyền động và bố trí giá đỡ phải được xem xét kỹ hơn.

• Góc nâng cũng quan trọng. Khi băng tải được dựng dốc hơn, vật liệu có xu hướng trượt ngược nhiều hơn và mức đầy hữu dụng của trục vít có thể thay đổi. Các tài liệu kỹ thuật về auger đều coi góc đặt, tốc độ, đường kính và đặc tính hạt là những yếu tố ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất và nhu cầu công suất.

Đừng tính năng suất của một máy hãy tính năng suất của cả dòng chảy

• Giả sử máy nghiền có thể xử lý 1.000 kg nguyên liệu mỗi giờ.

• Nếu người vận hành chỉ xúc được 400–500 kg nguyên liệu mỗi giờ vào phễu, công suất danh nghĩa của máy nghiền không còn nhiều ý nghĩa.

• Tương tự, nếu máy nghiền ra nhanh nhưng phải chờ người xúc sang máy trộn, dây chuyền vẫn bị ngắt quãng.

• Khi bố trí thiết bị vận chuyển, nên tìm công đoạn chậm nhất.

• Có thể ghi thời gian trong một ca:

  • 20 phút mở bao và đổ nguyên liệu.

  • 50 phút nghiền.

  • 25 phút xúc từ máy nghiền sang máy trộn.

  • 40 phút trộn.

  • 30 phút chuyển hỗn hợp sang máy ép.

• Nhìn vào đó sẽ thấy gần một giờ lao động chỉ dành cho việc chuyển vật liệu.

• Nếu cơ giới hóa đúng hai đoạn này, chưa cần đổi máy nghiền hay máy ép, năng suất sử dụng thực tế của cả hệ thống đã có thể thay đổi.

Cơ giới hóa khâu cấp liệu giúp duy trì dòng nguyên liệu đều hơn, đặc biệt khi phải xử lý khối lượng ngô, thóc hoặc hạt nông sản lớn.

Dòng nguyên liệu càng ít quay đầu càng dễ quản lý

• Một cách bố trí xưởng tốt thường đi theo một chiều.

• Nguyên liệu đi từ:

  khu tiếp nhận → làm sạch → nghiền → trộn → ép hoặc chế biến → đóng gói → kho thành phẩm

• Hạn chế để nguyên liệu phải quay ngược trở lại khu vực vừa đi qua.

• Cách này đem lại vài lợi ích rất thực tế:

  • Ít phải bê vác chéo lối đi.

  • Giảm khả năng nhầm nguyên liệu.

  • Thuận tiện vệ sinh.

  • Dễ phát hiện điểm rơi vãi.

  • Dễ bổ sung thêm máy sau này.

• Với xưởng nhỏ, không nhất thiết phải làm băng tải cố định từ đầu đến cuối.

• Một thiết bị di động có thể phục vụ nhiều công đoạn theo từng thời điểm trong ngày, miễn là việc tháo lắp và di chuyển không làm mất quá nhiều thời gian.

Đây là lúc băng tải trục vít trở thành một mắt xích hợp lý

Băng tải trục vít dạng ống có kết cấu gọn, phù hợp bố trí tại kho nông sản, xưởng chế biến và khu vực sản xuất thức ăn chăn nuôi.

• Trên thị trường quốc tế, có rất nhiều cấu hình auger conveyor dành cho ngũ cốc, thức ăn chăn nuôi và vật liệu dạng bột. Alibaba hiện có cả dạng khung di động, dạng ống nghiêng, dạng thép không gỉ phục vụ chế biến thực phẩm và những mẫu có phễu cấp liệu ở chân máy.

• Điểm đáng chú ý là thiết kế của các máy này khá tương đồng về nguyên lý, nhưng thông số khác nhau rất nhiều. Vì vậy, không nên lấy năng suất của một mẫu máy Trung Quốc rồi áp sang một model khác chỉ vì hình dáng gần giống nhau.

• Với các cơ sở trong nước đang tìm thiết bị theo chiều dài tuyến vận chuyển, dòng băng tải trục vít của Tháp Xanh có các lựa chọn:

  • BTT-2M cho tuyến ngắn khoảng 2 mét.

  • BTT-3M cho khoảng cách trung gian.

  • BTT-X 4M khi cần tuyến dài hơn.

• Theo thông tin công bố của Tháp Xanh, BTT-2M sử dụng trục vít dài 2 m; phiên bản BTT-3M dài 3 m và BTT-4M dài 4 m. Các trang sản phẩm ghi dải đường kính ống khoảng 114–140 mm tùy phiên bản. Công suất và năng suất công bố khác nhau giữa từng mẫu nên khi mua cần xác nhận đúng cấu hình thực tế của lô hàng, nguồn điện và nguyên liệu dự kiến sử dụng.

• Cách lựa chọn tốt nhất không phải hỏi “mẫu nào mạnh nhất” mà là đưa cho bên cung cấp một bài toán cụ thể:

  • Tôi cần chuyển ngô khô.

  • Khoảng cách 3 mét.

  • Miệng phễu cao 1,8 mét.

  • Mỗi giờ cần khoảng 700 kg.

  • Điện tại xưởng là 220 V.

• Một yêu cầu như vậy có giá trị hơn nhiều so với việc chỉ hỏi giá máy.

Cánh vít xoắn là bộ phận trực tiếp tạo chuyển động cho hạt và vật liệu rời bên trong ống vận chuyển.

Cơ giới hóa cũng phải nghĩ đến chất lượng hạt

• Năng suất vận chuyển cao không phải tiêu chí duy nhất.

• Với hạt giống, cà phê nhân, đậu phộng hoặc những loại nông sản bán theo chất lượng ngoại quan, tỷ lệ hạt gãy cũng đáng quan tâm.

• Trục vít tạo chuyển động cơ học trực tiếp lên nguyên liệu. Nếu tốc độ quay quá cao, khe hở không phù hợp hoặc hạt bị kẹt giữa cánh vít và thành ống, lực ma sát và va đập có thể tăng.

• Vì vậy, với nguyên liệu có giá trị cao nên thử thực tế:

  • Cân một lượng hạt trước khi chạy.

  • Lấy mẫu sau vận chuyển.

  • So sánh tỷ lệ hạt gãy.

  • Kiểm tra lượng bột vụn phát sinh.

  • Theo dõi nhiệt độ nếu phải chạy liên tục thời gian dài.

• Chạy thử bằng đúng nguyên liệu của mình luôn đáng tin hơn một video trình diễn bằng loại hạt khác.

Bột và cám đặt ra bài toán về bụi

• Bụi nông sản không chỉ làm xưởng bẩn.

• Trong các cơ sở xử lý lượng lớn ngũ cốc, bụi tích tụ còn là một yếu tố an toàn cần quản lý nghiêm túc. OSHA lưu ý bụi ngũ cốc có khả năng cháy và khi bụi đủ mịn phát tán trong không khí gặp nguồn gây cháy phù hợp có thể hình thành nguy cơ cháy nổ.

• Với một xưởng nhỏ, những việc đơn giản vẫn rất có giá trị:

  • Hạn chế điểm đổ vật liệu từ quá cao.

  • Kiểm tra các mối nối ống.

  • Không để cám bột tích dày quanh mô tơ.

  • Vệ sinh khu vực làm việc định kỳ.

  • Giữ hệ thống điện trong tình trạng tốt.

  • Không hút thuốc hoặc tạo nguồn lửa tại khu vực nhiều bụi.

• Thiết bị dạng kín có lợi thế là giữ dòng vật liệu trong ống trong phần lớn quãng đường, nhưng không có nghĩa là hoàn toàn không sinh bụi. Điểm nạp và điểm xả vẫn phải được bố trí hợp lý.

Với cám và nguyên liệu dạng bột, đường vận chuyển kín giúp hạn chế phần vật liệu rơi vãi trên quãng đường di chuyển.

Trục vít là thiết bị đơn giản nhưng tuyệt đối không chủ quan

• Phần nguy hiểm nhất của thiết bị nằm chính ở thứ làm nó hoạt động: cánh xoắn đang quay.

• Không đưa tay, chân hoặc dụng cụ vào cửa nạp khi máy đang chạy.

• Khi có hiện tượng kẹt:

  • Ngắt nguồn.

  • Chờ bộ phận quay dừng hoàn toàn.

  • Ngăn máy khởi động lại ngoài ý muốn.

  • Sau đó mới kiểm tra.

• Penn State và OSHA đều cảnh báo auger và conveyor có nguy cơ gây cuốn, kẹt và chấn thương nghiêm trọng nếu người vận hành tiếp xúc với bộ phận đang chuyển động. Việc che chắn và cô lập nguồn năng lượng trước khi bảo dưỡng là nguyên tắc cơ bản.

• Với băng tải dài có thể dựng cao, cần chú ý thêm độ ổn định của chân đỡ và đường dây điện trên cao khi di chuyển.

Một chiếc máy nhỏ có thể thay đổi cách tổ chức cả xưởng

• Giá trị lớn nhất của băng tải không nằm ở chuyện thay một người xúc được bao nhiêu xẻng.

• Giá trị thực sự nằm ở việc biến nguyên liệu thành một dòng chảy có kiểm soát.

• Khi hạt từ kho đi thẳng tới máy nghiền, từ máy nghiền xuống thùng chứa rồi tiếp tục sang máy trộn, người vận hành không còn phải liên tục can thiệp vào từng mét di chuyển.

• Khi ấy, người lao động chuyển từ nhiệm vụ “mang nguyên liệu” sang nhiệm vụ “giám sát quá trình”.

• Đó mới là ý nghĩa thực tế của cơ giới hóa.

• Với một trang trại hay xưởng chế biến quy mô vừa và nhỏ, không nhất thiết đầu tư một dây chuyền tự động trị giá lớn ngay từ đầu.

• Hãy đi quanh xưởng vào một ngày sản xuất bình thường và đánh dấu những nơi mà người lao động đang:

  • xúc,

  • bê,

  • nâng,

  • đổ,

  • chờ máy,

  • hoặc dọn phần nguyên liệu bị rơi.

• Những điểm ấy thường chính là nơi đáng cơ giới hóa trước.

• Một máy nghiền công suất lớn có thể gây ấn tượng khi nhìn vào bảng thông số. Nhưng trong vận hành thực tế, một dòng nguyên liệu đi đều từ đầu đến cuối đôi khi có giá trị hơn việc sở hữu thêm một chiếc máy mạnh.

• Nông nghiệp hiện đại không chỉ là có nhiều máy hơn.

• Quan trọng hơn là làm cho những chiếc máy đã có nói chuyện được với nhau bằng chính dòng chảy của nguyên liệu.

QUANG LUÂN

Thông tin liên hệ
- Hotline : (+84) 0965 524 005
- Kinh Doanh 1 : 0971 454 147
- Kinh Doanh 2 : 0348 233 006
- Kinh Doanh 3 : 0867 710 895
- Kinh Doanh 4 : 0347 944 005
- Kinh Doanh 5 : 0347 667 006
- Kinh Doanh 6 : 0383 224 005
- Kinh Doanh 7 : 0395 767 006
- Tp. HCM : (+84) 0904 746 368
- Kỹ Thuật : (+84) 0985 256 637
- Email : kinhdoanh@thapxanh.com
- Website : https://thapxanh.com
- Facebook : https://www.facebook.com/thapcayxanh
- Twitter : https://twitter.com/ThapXanh
- Youtube : https://www.youtube.com/c/thapxanhtv