Luận văn thiết kế dây chuyền chiết rót, đóng nắp, vô thùng tự động chai pet 297ml

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ SÀI GÒN
KHOA CƠ KHÍ


NGÀNH CNKT CƠ ĐIỆN TỬ

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ DÂY CHUYỀN CHIẾT
RÓT, ĐĨNG NẮP, VƠ THÙNG TỰ
ĐỘNG CHAI PET 297 ML

GVHD: NGUYỄN ĐÀM TẤN
SVTH: TRƯƠNG MINH HIẾU
NGUYỄN TẤN ĐỊNH
MSSV: DH11300407
DH11300058
LỚP: D13_CDT01

THÁNG 07 / 2018


LỜI CẢM ƠN

LỜI CẢM ƠN
Được sự phân công của Thầy hướng dẫn, nhóm chúng em đã thực hiện đề tài:
“THIẾT KẾ DÂY CHUYỀN CHIẾT RĨT, ĐĨNG NẮP, VƠ THÙNG TỰ ĐỘNG
CHAI PET 297 ml”. Cùng với sự nỗ lực của mỗi thành viên trong nhóm và sự hỗ
trợ từ nhiều người cả về kiến thức, vật chất lẫn tinh thần. Chúng em đã cố gắng
hoàn thành tốt nhiệm vụ được giao đúng thời gian quy định.
Chúng em xin chân thành cảm ơn Trường Đại học Cơng Nghệ Sài Gịn đã tạo

điều kiện để chúng em có thể học tập trong một mơi trường tốt và đầy đủ trong suốt
q trình 4 năm vừa qua.
Chúng em xin chân thành cảm ơn Thầy Trưởng Khoa và các Thầy Cô trong
Khoa đã tận tình dạy bảo, truyền đạt những kiến thức lẫn kinh nghiệm sống, làm
việc trong thực tế cho chúng em trong 4 năm qua và những ngày cuối cùng này để
chúng em hoàn thành tốt Luận văn.
Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Đàm Tấn đã luôn động viên
và tận tình hướng dẫn chúng em trong suốt quá trình thực hiện Luận văn.
Chúng con xin cảm ơn Cha Mẹ đã luôn quan tâm, ủng hộ, tạo mọi điều kiện
vật chất và luôn là chỗ dựa tinh thần để chúng con tự tin trước những quyết định
trong cuộc sống.
Mặc dù đã rất cố gắng để thực hiện đề tài một cách hồn chỉnh nhất, nhưng do
có những hạn chế về thời gian và kiến thức nên không thể tránh khỏi những thiếu
sót. Chúng em rất mong nhận được sự góp ý từ Thầy Cô và các Bạn để Luận văn
được hoàn chỉnh hơn.
Chúng em xin chân thành cảm ơn !

Tháng 7 năm 2017
Sinh viên thực hiện:
1/ NGUYỄN TẤN ĐỊNH
2/ TRƯƠNG MINH HIẾU


LỜI NÓI ĐẦU

LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay, nhờ vào thành tựu của Khoa học - Kỹ thuật, thế giới đã có những
chuyển biến rõ rệt và ngày càng tiên tiến hơn, hiện đại hơn. Sự phát triển của công
nghệ, đặc biệt là công nghệ tự động đã tạo ra hàng loạt dây chuyền sản xuất, thiết bị
máy móc hiện đại với những đặc điểm vượt trội như độ chính xác cao, tốc độ nhanh,

khả năng thích ứng, sự chun mơn hóa…đã và đang được ứng dụng rộng rãi trong
nền công nghiệp hiện đại.
Là sinh viên ngành Cơ điện tử - một thế hệ đầy tiềm năng đối với sự phát triển
của đất nước, chúng em ý thức sâu sắc về nhiệm vụ của mình. Sau khi hồn thành
chương trình học tập, chúng em đã được nhận đề tài Luận văn tốt nghiệp: “THIẾT
KẾ DÂY CHUYỀN CHIẾT RĨT, ĐĨNG NẮP, VƠ THÙNG TỰ ĐỘNG CHAI
PET 297 ml”. Nhờ đó, chúng em có cơ hội định hình lại những kiến thức đã học
được trong thời gian ngồi trên ghế nhà trường cũng như có cái nhìn thực tế hơn về
những cơng việc trong tương lai.
Sau hơn 3 tháng thực hiện, cùng với sự hướng dẫn của thầy Nguyễn Đàm Tấn
và sự giúp đỡ của các Thầy Cơ trong Khoa, chúng em đã hồn thành đề tài của
mình. Mặc dù đã cố gắng nhưng do kiến thức, thời gian và kinh nghiệm thực tế cịn
hạn chế nên khơng thể tránh khỏi những sai sót. Kính mong các Thầy Cơ giáo cũng
như các Bạn tận tình góp ý để chúng em có thêm kiến thức cũng như kinh nghiệm
cho những công việc sau này.

Tháng 7 năm 2017
Sinh viên thực hiện:
1/ NGUYỄN TẤN ĐỊNH
2/ TRƯƠNG MINH HIẾU


MỤC LỤC
TỜ NHIỆM VỤ LUẬN VĂN ..................................................................................
LỜI NÓI ĐẦU ..........................................................................................................
LỜI CẢM ƠN ...........................................................................................................
Trang
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN:................................................................................. 1
1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ: .............................................................................................. 1
1.2. TÌM HIỂU VÀ PHÂN TÍCH MỘT SỐ DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT NƢỚC

ĐÓNG CHAI: ................................................................................................ 2
1.2.1. Dây chuyền chiết rót aseptic cho chai pet: ........................................... 2
1.2.2. Dây chuyền sản xuất nƣớc khoáng: ...................................................... 5
1.2.3. Dây chuyền sản xuất nƣớc đóng chai tự động ...................................... 9
1.3. MỘT SỐ PHƢƠNG PHÁP CHIẾT RĨT, ĐĨNG NẮP, VƠ THÙNG........ 10
1.3.1. Một số phƣơng pháp chiết rót, định lƣợng sản phẩm lỏng: .................. 10
1.3.2. Một số cơ cấu đóng nắp: ....................................................................... 15
1.3.3. Một số cơ cấu vào thùng: ...................................................................... 16
1.4. KẾT LUẬN VÀ NỘI DUNG THỰC HIỆN LUẬN VĂN: .......................... 17
CHƢƠNG 2: CHỌN PHƢƠNG ÁN THIẾT KẾ: ............................................... 18
2.1. PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN KẾT CẤU CƠ KHÍ: ................................... 18
2.1.1. Chọn kết cấu cơ khí cho bộ phận vận chuyển chai:.............................. 18
2.1.2. Chọn kết cấu cơ khí cho bộ phận dẫn động: ......................................... 21
2.1.3. Chọn kết cấu cơ khí cho bộ phận chiết rót: .......................................... 23
2.1.4. Chọn kết cấu cơ khí cho bộ phận cấp nắp: ........................................... 31
2.1.5. Chọn kết cấu cơ khí cho bộ phận vào thùng: ........................................ 35
2.1.6. Kết luận: ................................................................................................ 35
2.2. PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN NGUỒN ĐỘNG LỰC: ............................... 36
2.2.1. Các phƣơng án lựa chọn động cơ điện: ................................................ 37
2.2.2. Phƣơng án truyền động khí nén: ........................................................... 43
2.2.3. Phƣơng án truyền động thủy lực:.......................................................... 44
2.2.4. Kết luận: ................................................................................................ 45


2.3. PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN PHƢƠNG ÁN ĐIỀU KHIỂN: ................... 46
2.3.1. Điều khiển bằng relay: .......................................................................... 46
2.3.2. Điều khiển bằng máy tính: .................................................................... 47
2.3.3. Điều khiển bằng vi điều khiển: ............................................................. 48
2.3.4. Điều khiển bằng PLC:........................................................................... 49
2.3.5. Kết luận: ................................................................................................ 52

2.4. TỔNG KẾT: .................................................................................................. 52
CHƢƠNG 3: TÍNH TỐN KẾT CẤU CƠ KHÍ: ............................................... 55
3.1. KẾT CẤU TỔNG THỂ CỦA DÂY CHUYỀN: ........................................... 55
3.1.1. Sơ đồ nguyên lý: ................................................................................... 55
3.1.2. Ngun lý hoạt động: ............................................................................ 56
3.2. TÍNH TỐN XYLANH ĐỊNH LƢỢNG VÀ VỊI CHIẾT: ........................ 56
3.3. TÍNH TỐN BĂNG TẢI: ............................................................................ 57
3.4. TÍNH TÍNH TỐN MÂM XOAY: .............................................................. 61
CHƢƠNG 4: TÍNH CHỌN HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC: .................................... 64
4.1. SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ: .................................................................................. 64
4.1.1. Sơ đồ nguyên lý mạch điện:.................................................................. 64
4.1.2. Sơ đồ ngun lý mạch khí nén:............................................................. 66
4.2. TÍNH CHỌN CÁC THIẾT BỊ ĐỘNG LỰC: ............................................... 66
4.2.1. Tính chọn các thiết bị, khí cụ điện:....................................................... 67
4.2.2. Tính chọn các thiết bị khí nén:.............................................................. 71
4.3. KẾT LUẬN: .................................................................................................. 75
4.3.1. Thơng số các thiết bị đã chọn: .............................................................. 75
4.3.2. Sơ đồ ngun lý hồn chỉnh: ................................................................ 77
CHƢƠNG 5: TÍNH CHỌN HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN: .................................. 78
5.1. LƢU ĐỒ QUY TRÌNH HOẠT ĐỘNG: ....................................................... 78
5.1.1. Lƣu đồ: .................................................................................................. 78
5.1.2. Giải thích lƣu đồ: .................................................................................. 81
5.2. CHỌN PLC: .................................................................................................. 81


5.2.1. Xác định số lƣợng các ngõ vào/ra: ....................................................... 81
5.2.2. Chọn loại PLC: ..................................................................................... 83
5.3. THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN: ............................................................... 83
5.3.1. Gán tên cho các thiết bị, khí cụ:............................................................ 83
5.3.2. Mạch điều khiển, động lực, khí nén: .................................................... 84

5.4. LƢU ĐỒ GIẢI THUẬT – CHƢƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN: .................... 86
5.4.1. Lƣu đồ giải thuật .................................................................................... 86
5.4.2. Chƣơng trình điều khiển ........................................................................ 88
CHƢƠNG 6: THỰC HIỆN MƠ HÌNH: .............................................................. 89
6.1. NHỮNG HÌNH ẢNH TRONG QUÁ TRÌNH THỰC HIỆN: ...................... 89
6.1.1. Một số hình ảnh về mơ hình trong q trình lắp đặt:............................ 89
6.1.2. Một số hình ảnh về mơ hình sau khi hoàn thiện: .................................. 97
6.2. NHẬN XÉT: .................................................................................................. 89
CHƢƠNG 7: KẾT LUẬN: .................................................................................... 99
7.1. NHỮNG KIẾN THỨC ĐÃ HỌC ĐƢỢC: .................................................... 99
7.2. CÁC VẤN ĐỀ ĐÃ GIẢI QUYẾT ĐƢỢC VÀ CÁC VẤN ĐỀ TỒN TẠI: . 99
7.3. HƢỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI:...................................................... 100
TÀI LIỆU THAM KHẢO....................................................................................
Phụ lục chƣơng trình điều khiển .........................................................................


DANH MỤC HÌNH, ẢNH
Trang
Hình 1.1. Sơ đồ mơ tả dây chuyền sản xuất nƣớc uống đóng chai .......................... 1
Hình 1.2. Hệ thống thổi chai PET khép kín ............................................................. 3
Hình 1.3. Buồng sục rửa vơ trùng ............................................................................ 3
Hình 1.4. Buồng chiết vơ trùng ................................................................................ 3
Hình 1.5. Hệ thống vịi chiết .................................................................................... 4
Hình 1.6. Hệ thống đóng nắp.................................................................................... 4
Hình 1.7. Máy bắn ống nhãn vào chai ...................................................................... 4
Hình 1.8. Máy đóng thùng carton ............................................................................. 5
Hình 1.9. Hệ thống băng chuyền .............................................................................. 5
Hình 1.10. Hệ thống thẩm ngƣợc ............................................................................. 6
Hình 1.11. Màng siêu vi lọc ..................................................................................... 6
Hình 1.12. Bồn chứa nƣớc tinh khiết ....................................................................... 7

Hình 1.13. Hệ thống vệ sinh tự động sau mỗi ca sản xuất ....................................... 7
Hình 1.14. Máy chiết rót Mono block 3 trong 1....................................................... 7
Hình 1.15. Hệ khử trùng đảo chai ............................................................................ 8
Hình 1.16. Máy bắn ống nhãn cảm biến tự động ..................................................... 8
Hình 1.17. Máy nâng chai đặt vào thùng carton ...................................................... 8
Hình 1.18. Máy hàn miệng thùng carton. ................................................................. 9
Hình 1.19. Dây chuyền sản xuất nƣớc đóng chai tự động........................................ 9
Hình 1.20. Cơ cấu rót kiểu van ................................................................................. 11
Hình 1.21. Kiểu chiết tràn ........................................................................................ 12
Hình 1.22. Kiểu bơm định thì ................................................................................... 13
Hình 1.23. Kiểu bơm lƣu lƣợng kế ........................................................................... 13
Hình 1.24. Kiểu sử dụng cân định lƣợng ................................................................. 14
Hình 1.25. Đóng nắp dạng trực tiếp trên băng chuyền ............................................. 15
Hình 1.26. Đóng nắp qua mâm xoay ........................................................................ 16
Sơ đồ khối 2.1. Phân tích và lựa chọn kết cấu cơ khí............................................... 18
Hình 2.1. Băng tải đai ............................................................................................... 19
Hình 2.2. Băng tải tấm .............................................................................................. 20


Hình 2.3. Băng tải con lăn ........................................................................................ 21
Hình 2.4. Sơ đồ truyền động..................................................................................... 21
Hình 2.5. Biến tấn ..................................................................................................... 22
Hình 2.6. Chiết rót tự động dạng xoay ..................................................................... 23
Hình 2.7. Chiết rót tự động dạng thẳng sử dụng xilanh nâng .................................. 24
Hình 2.8. Cơ cấu di chuyển dùng bánh răng - thanh răng ........................................ 25
Hình 2.9. Cơ cấu định vị bằng mâm xoay ................................................................ 26
Hình 2.10. Định lƣợng trực tiếp ............................................................................... 27
Hình 2.11. Định lƣợng dùng xylanh ......................................................................... 28
Hình 2.12. V i phun ngắn ........................................................................................ 29
Hình 2.13. V i phun d i ........................................................................................... 29

Hình 2.14. Di chuyển bằng xylanh khí n n .............................................................. 30
Hình 2.15. Di chuyển bằng trục vít .......................................................................... 30
Hình 2.16. Cơ cấu đóng nắp qua mâm xoay ............................................................ 31
Hình 2.17. Cơ cấu vặn nắp chai................................................................................ 32
Hình 2.18. Phễu rung cấp nắp .................................................................................. 33
Hình 2.19. Cơ cấu băng chuyền ............................................................................... 34
Hình 2.20. Bản vẽ tổng thể kết cấu cơ khí ............................................................... 36
Sơ đồ khối 2.2. Phân tích lựa chọn nguồn động lực ................................................. 36
Hình 2.21. Động cơ bƣớc ......................................................................................... 37
Hình 2.22. Động cơ DC ............................................................................................ 38
Hình 2.23. Động cơ servo ......................................................................................... 39
Hình 2.24. Động cơ khơng đồng bộ 3 pha................................................................ 41
Hình 2.25. Máy nén khí ............................................................................................ 43
Sơ đồ khối 2.3. Phân tích lựa chọn phƣơng án điều khiển ....................................... 45
Hình 2.26. Rơ le........................................................................................................ 46
Hình 2.27. Cấu trúc máy tính cơ bản ........................................................................ 48
Hình 2.28. PLC Mitsubishi ....................................................................................... 49
Hình 2.29. Sơ đồ ngun lý ...................................................................................... 52
Hình 2.30. Động cơ khơng đồng bộ 3 pha................................................................ 53
Hình 2.31. Động cơ bƣớc ......................................................................................... 53


Hình 2.32. Động cơ DC ............................................................................................ 53
Hình 2.33. Máy nén khí ............................................................................................ 54
Hình 2.34. PLC Mitsubishi ....................................................................................... 54
Hình 2.35. Rơ le, contactor....................................................................................... 54
Hình 3.1. Sơ đồ nguyên lý của dây chuyền .............................................................. 55
Hình 3.2. Sơ đồ động học bộ truyền động băng tải .................................................. 60
Hình 3.3. Bản vẽ kết cấu mâm ................................................................................. 63
Hình 4.1. Sơ đồ nguyên lý mạch điện phác thảo ...................................................... 64

Hình 4.2. Sơ đồ nguyên lý mạch khí n n sơ bộ........................................................ 66
Hình 4.3. Sơ đồ ngun lý mạch điện hồn chỉnh.................................................... 77
Hình 4.4. Sơ đồ ngun lý mạch khí nén hồn chỉnh............................................... 77
Hình 5.1. Lƣu đồ quy trình hoạt động ...................................................................... 80
Hình 5.2. Sơ đồ mạch điều khiển ............................................................................. 85
Hình 5.3. Sơ đồ mạch động lực ................................................................................ 85
Hình 5.4. Sơ đồ mạch khí nén .................................................................................. 86
Hình 5.5. Lƣu đồ giải thuật ...................................................................................... 88


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Trang
Bảng 4.1. Tổng hợp thiết bị điện và khí nén ............................................................ 67
Bảng 4.2. Thơng số động cơ băng tải ....................................................................... 67
Bảng 4.3. Thông số máy bơm................................................................................... 68
Bảng 4.4. Thông số động cơ vặn nắp ....................................................................... 68
Bảng 4.5. Thông số động cơ bƣớc ............................................................................ 68
Bảng 4.6 .Thông số dây dẫn ..................................................................................... 70
Bảng 4.7. Thông số xylanh mang đầu vặn ............................................................... 71
Bảng 4.8. Thông số xylanh chặn chai....................................................................... 72
Bảng 4.9. Thông số xylanh đẩy chai v xylanh đẩy chai lỗi .................................... 73
Bảng 4.10. Thông số xylanh kẹp .............................................................................. 73
Bảng 4.11. Thông số xylanh nâng hạ ....................................................................... 74
Bảng 4.12. Thông số xylanh đẩy thùng và xylanh rút tấm đỡ.................................. 75
Bảng 4.13. Thơng số van khí nén ............................................................................. 75
Bảng 4.14. Thơng số thiết bị điện đã chọn ............................................................... 76
Bảng 4.15. Thông số các thiết bị khí n n đã chọn.................................................... 77
Bảng 5.1. Số lƣợng các ngõ ra vào ........................................................................... 83
Bảng 5.2. Gán tên cho các thiết bị khí cụ ................................................................. 84

TÀI LIỆU THAM KHẢO
1 . TS. Hồ Đắc Thọ.

.

[2]. PGS. Nguyễn Văn Hợp. Máy trục – vận chuyển.
[3]. GS – TS. Nguyễn Trọng Hiệp, 1991.

ậ

. NXB Giáo Dục.

[4]. GS – TS. Nguyễn Trọng Hiệp, 1991.

ậ

NXB Giáo Dục.

[5 . Nguyễn Văn Lâm – Nguyễn Trung Hiệp, 1993.

.

NXB Giáo Dục.
[6]. Lê Viết Giang – Phan K Phùng, 1992.
[7 . Nguyễn Thế Kiệt, 2010.
[8 . V Tiến Đạt, 2012.

ậ

ậ

. NXB Giáo Dục.

.

. NXB Đại Học Quốc Gia TP. Hồ Chí Minh.

[9 . Đinh Gia Tƣờng – Tạ Khánh Lâm.

ậ

.

NXB Giáo Dục Việt Nam.
[10]. PGS – TS. Trƣơng Tích Thiện.
[11 . GS. Nguyễn Ngọc Cẩn.

ậ

ụ
ể

.

.

NXB Đại Học Quốc Gia TP. Hồ Chí Minh.
[12 . Nguyễn Hữu Lộc, 2013.

.

NXB Đại Học Quốc Gia TP. Hồ Chí Minh.
[13 . Nguyễn Thế Kiệt, 2010.
[14]. PGS. H Văn Vui – TS. Nguyễn Chỉ Sang, 2006.
Hà Nội: NXB Khoa học và Kỹ thuật.

.
ậ

.


CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN

CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN

Tóm tắt chƣơng:





Đặt vấn đề.
Tìm hiểu và phân tích một số dây chuyền sản xuất nƣớc đóng chai.
Một số phƣơng pháp chiết rót, đóng nắp, vô thùng tự động.
Nội dung luận văn.

1.1 . ĐẶT VẤN ĐỀ:
Với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, việc áp dụng những nghiên cứu lý

thuyết vào thực tế là một điều hết sức quan trọng để kiểm nghiệm một cách chính
xác nhất tính đúng đắn và hiệu quả của những nghiên cứu đó. Ý tƣởng về một dây
chuyền sản xuất nƣớc đóng chai cũng bắt nguồn từ đó. Dựa trên những nền tảng có
từ trƣớc cùng với sự nghiên cứu phát triển của nhóm, nhóm đã mạnh dạn thiết kế
DÂY CHUYỀN CHIẾT RĨT, ĐĨNG NẮP, VƠ THÙNG TỰ ĐỘNG CHAI PET
297 ml. Bởi lẽ trong thực tế, ở các nhà máy sản xuất nƣớc uống đóng chai thì việc
chiết rót, đóng nắp, vơ thùng là những khâu rất quan trọng và không thể thiếu trong
một dây chuyền. Để có cái nhìn tổng quan và cụ thể hơn, ta nhìn qua sơ đồ mơ tả
tổng thể dây chuyền nhƣ sau:

Vỏ chai

Máy tiệt
trùng

Máy sục
rửa chai

Máy đóng
nắp

Máy chiết
rót

Máy dán
nhãn

Nƣớc tinh
khiết

Máy vơ
thùng

Thành phẩm
Hình 1.1. Sơ đồ mơ tả dây chuyền sản xuất nƣớc uống đóng chai.
Trang 1


CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN
1.2 . TÌM HIỂU VÀ PHÂN TÍCH MỘT SỐ DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT
NƢỚC ĐÓNG CHAI:
1.2.1. DÂY CHUYỀN CHIẾT RÓT ASEPTIC CHO CHAI PET:
 Giới thiệu:
- Dây chuyền chủ yếu sử dụng trong lĩnh vực sản xuất nƣớc giải khát: Trà,
nƣớc ép trái cây, đồ uống Carbonated,…Hệ thống chiết rót Aseptic dành cho
chai PET gồm các phân đoạn: Đƣợc thiết kế từ khâu định hình – Xử lý vơ
trùng – Chiết rót Aseptic – Đóng nắp. Có khả năng sản xuất từ 24000 –
80000 chai/ giờ.
- Quy trình cơng nghệ Aseptic: Tồn bộ phơi chai, nắp đều đƣợc sản xuất từ
hạt nhựa nguyên sinh nhập khẩu, chất lƣợng tốt. Đƣợc đƣa vào máy làm
nóng ở nhiệt độ 270 – 300 độ. Mục đích nhằm loại bỏ tất cả mối nguy hại
các vi sinh vật và đƣợc tạo hình chai theo khuôn, phôi, nắp theo tiêu chuẩn
quốc tế.
- Chai, nắp sau khi hình thành đƣợc súc rửa bằng hệ thống nƣớc vơ trùng
đƣợc phun liên tục, tự động hồn tồn ( nƣớc vơ trùng đƣợc tiệt trùng ở nhiệt
độ 135 0C trong vòng 60 giây ). Và đƣợc đƣa vào buồng chiết vô trùng nhằm
loại bỏ các nguy cơ về vi sinh vật và đƣợc cách ly với môi trƣờng bên ngoài,
khi vào máy chiết Aseptic chai đƣợc tiệt trùng ở nhiệt độ 65 0C. Môi trƣờng
chiết vô trùng là nền tảng của công nghệ Aseptic, sản phẩm đƣợc làm ra sẽ
không chất bảo quản, không màu công nghiệp, khơng hóa chất chì, giữ tƣơi

hƣơng vị tự nhiên cùng màu sắc.
 Xuất xứ: Trung Quốc ( là sản phẩm của công ty JIMEI ).
 Giá thành: Tùy vào model, dao động từ 500.000 đến vài triệu USD.
 Ƣu điểm:
- Sở hữu công nghệ sản xuất hiện đại với một chu trình khép kín, sản phẩm
tạo ra đạt chất lƣợng cao.
- Thiết bị máy móc hiện đại, tự động hóa hồn tồn.
- Tối ƣu về nhân cơng.
 Khuyết điểm:
- Chỉ thích hợp với qui mơ sản xuất lớn.
- Cần đội ngũ nhân viên kỹ thuật có chun mơn cao để vận hành, bảo trì,
sửa chữa.
- Vốn đầu tƣ ban đầu cao.

Trang 2


CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN
 Các phân đoạn chính trong dây chuyền :

Hình 1.2. Hệ thống thổi chai PET khép kín.

Hình 1.3. Buồng sục rửa vơ trùng.

Hình 1.4. Buồng chiết vơ trùng.
Trang 3


CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN

Hình 1.5. Hệ thống vịi chiết.

Hình 1.6. Hệ thống đóng nắp.

Hình 1.7. Máy bắn ống nhãn vào chai.

Trang 4


CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN

Hình 1.8. Máy đóng thùng carton.

Hình 1.9. Hệ thống băng chuyền.
1.2.2. DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT NƢỚC KHOÁNG:
 Giới thiệu:
- Sản phẩm chiết rót: Nƣớc khống, nƣớc tinh khiết.
- Loại chai: Chai nhựa PET, dung tích 200 – 2500 ml, nắp vít xoắn.
- Năng lực sản xuất: 3000 – 36000 chai/ giờ (chai 500ml).
- Nguồn điện sử dụng: 3phase 380/220V, 50/60 Hz.
 Xuất xứ: Trung Quốc.
 Giá thành: Tùy vào khả năng sản xuất, dao động từ vài tỷ đến hàng chục tỷ.
Trang 5


CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN
 Ƣu điểm:
- Chai đƣợc truyền thông qua cơng nghệ cổ chai, hình dạng chai biến đổi
khơng cần phải điều chỉnh mức trang thiết bị, chỉ có thay đổi liên quan đến
các tấm, bánh xe và nylon phần cong là đủ.

- Tốc độ cao, chiết rót nhanh – chính xác với các thiết bị hàng đầu đảm bảo
khơng chuyện rị rỉ xảy ra trong dây chuyền.
- Máy chiết rót đƣợc thiết kế tự động riêng biệt có thể can thiệp kiểm soát
nhanh.
- Hệ thống giao diện máy vi tính thơng minh có chức năng nhận biết lỗi,
trong trƣờng hợp báo lỗi sẽ tìm ra nguyên nhân lỗi và sửa chữa đảm bảo cho
quá trình sản xuất.
- Sử dụng linh kiện chính hãng German SIEMENS PLC hệ thống điều khiển
cảm ứng kiểm soát hiệu năng hoạt động của dây chuyền.
- Toàn bộ thiết bị điện nhập khẩu EU, bao gồm cả linh kiện máy nén khí, với
hiệu suất ổn định.
 Khuyết điểm:
- Cần nhân viên có chun mơn cao để vận hành và bảo trì.
- Giá thành cao.
 Quy trình mơ tả:

Hình 1.10. Hệ thống thẩm ngƣợc.

Hình 1.11. Màng siêu vi lọc.
Trang 6


CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN

Hình 1.12. Bồn chứa nƣớc tinh khiết.

Hình 1.13. Hệ thống vệ sinh tự động sau mỗi ca sản xuất.

Hình 1.14. Máy chiết rót Mono block 3 trong 1.
Trang 7

CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN

Hình 1.15. Hệ khử trùng đảo chai.

Hình 1.16. Máy bắn ống nhãn cảm biến tự động.

Hình 1.17. Máy nâng chai đặt vô thùng carton.

Trang 8


CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN

Hình 1.18. Máy hàn miệng thùng carton.
1.2.3. DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT NƢỚC ĐÓNG CHAI TỰ ĐỘNG:
 Giới thiệu:

Hình 1.19. Dây chuyền sản xuất nƣớc đóng chai tự động.
Mã sản phẩm: SD-WT-500ml
Stt
1
2
3
4
5
6
7
8

9

Mục

Đặc điểm dây chuyền sản xuất nƣớc đóng chai

Bơm nạp

Thƣơng hiệu CNP/ south/ nanofang hoặc thƣơng hiệu
Grundfos tùy chọn

Thƣơng hiệu CNP/ south/ nanofang hoặc thƣơng hiệu
Grundfos tùy chọn
Thùng
Thép khơng gỉ 304
Xylanh khí
Thƣơng hiệu Airtac hoặc thƣơng hiệu Festo
Năng suất
2000 đến 24000 chai/giờ
PLC
Thƣơng hiệu omron / Mitsubishi siemens
Thành phần điện Thƣơng hiệu Schneider
Ống dẫn
SS304 hoặc U-PVC tùy chọn
Nguồn điện
3 phase 380/220V, 50/60Hz
Bơm rửa

Trang 9

CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN
 Xuất xứ: Việt Nam ( là sản phẩm của Công ty TNHH Quốc tế VNMAY).
 Giá thành: Từ 50000 USD (tùy theo nhu cầu sản xuất).
 Ƣu điểm:
- Khả năng sản xuất 3000 – 24000 chai/giờ với điều chỉnh tốc độ vô hạn.
- Dây chuyền sản xuất tự động dừng khẩn cấp khi gặp sự cố và các tính năng
an tồn khác, cung cấp sự an toàn cho ngƣời vận hành.
- Hệ thống điều khiển PLC, công nghệ điều khiển tiên tiến, các thành phần
điện chủ yếu đến từ các thƣơng hiệu nổi tiếng nhƣ Mitsubishi, Schneider,
Omron.
- Mức độ tự động hóa cao nên cần ít nhân cơng.
 Khuyết điểm:
- Cần nhân viên có chun mơn cao để vận hành và bảo trì.
- Giá thành cao.
1.3. MỘT SỐ PHƢƠNG PHÁP CHIẾT RĨT, ĐĨNG NẮP, VƠ THÙNG:
1.3.1. MỘT SỐ PHƢƠNG PHÁP CHIẾT RÓT, ĐỊNH LƢỢNG SẢN PHẨM
LỎNG:
1.3.1.1. Phƣơng pháp chiết rót: Có 3 phƣơng pháp nhƣ sau :
• Rót áp suất thƣờng: Chất lỏng tự chảy vào trong chai do chênh lệch về độ cao
thủy tĩnh. Tốc độ chảy khơng nhanh nên chỉ thích hợp với các chất lỏng ít nhớt.
• Rót chân khơng: Nối chai với một hệ thống hút chân không, chất lỏng sẽ chảy
vào trong chai do chênh áp giữa thùng chứa và áp suất trong chai. Lƣợng chất lỏng
chảy vào chai thông thƣờng cũng đƣợc áp dụng phƣơng pháp bù trừ hoặc chiết đầy
chai.
• Rót đẳng áp: Phƣơng pháp này đƣợc áp dụng cho các sản phẩm có gas nhƣ bia,
nƣớc ngọt.Trong khi rót, áp suất trong chai lớn hơn áp suất khí quyển nhằm tránh
khơng cho ga (khí CO2) thốt khỏi chất lỏng. Với phƣơng pháp rót đẳng áp thơng
thƣờng, ngƣời ta nạp khí CO2 vào trong chai cho đến khi áp suất trong chai bằng áp
suất trong bình chứa, sau đó cho sản phẩm từ bình chứa chảy vào trong chai nhờ

chênh lệch độ cao.
1.3.1.2. Phƣơng pháp định lƣợng: Các phƣơng pháp định lƣợng chủ yếu gồm có:
• Định lƣợng bằng bình định mức: Chất lỏng đƣợc định lƣợng chính xác nhờ bình
định mức trƣớc khi rót vào chai.

Trang 10


CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN
Ví dụ:

Hình 1.20. Cơ cấu rót kiểu van.
 Ứng dụng và nguyên lý:
Ở vị trị nạp, nút van ba ngã xoay nối ống dài chất lỏng trong bình chứa chảy
vào bình lƣờng, đẩy khơng khí trong bình ra qua ống thông hơi. Khi đầu dƣới
của ống ngập dƣới mực chất lỏng thì khơng khí khơng thốt ra đƣợc nữa,
chất lỏng dâng lên cao hơn miệng ống một đoạn nhỏ rồi dừng lại. Khoảng
dâng cao hơn miệng ống thông hơi phụ thuộc vào mực chất lỏng ở trong
thùng chứa. Khi đó áp suất khơng khí trong bình bị nén tới áp suất bằng với
áp suất chất lỏng có độ sâu tính từ mặt thống trong bình chứa và mặt thống
trong bình lƣờng, chất lỏng khơng chảy vào bình lƣờng đƣợc nữa. Để tháo
chất lỏng vào bao bì chứa, xoay van ba ngã tới vị trí tháo. Chất lỏng trong
bình định lƣợng sẽ theo ống dẫn chảy xuống bao bì chứa bên dƣới
 Ƣu – Khuyết điểm:
Thể tích trong bình có thể điều chỉnh bằng cách nâng hoặc hạ ống thông hơi
lên xuống. Tùy theo cách quay van mà những máy dùng cơ cấu này thuộc
loại quay tay, bán tự động và tự động. Chất lỏng chảy ra càng nhanh thì năng
suất máy càng lớn.
• Định lƣợng bằng cách chiết tới mức cố định: Chất lỏng đƣợc chiết tới mức cố
định trong chai bằng cách chiết đầy, sau đó lấy khối thể tích bù trừ ra khỏi chai; khi

Trang 11


CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN
đó mức lỏng trong chai sẽ sụt xuống một khoảng nhƣ nhau ngay cả thể tích của các
chai có bằng nhau hay khơng. Bên cạnh đó cịn sử dụng ống thông hơi, chất lỏng
đƣợc chiết tới khi ngập miệng ống thông hơi sẽ dứng lại. Phƣơng án này có độ
chính xác khơng cao, tuỳ thuộc độ đồng đều của chai.
Ví dụ:

Hình 1.21. Kiểu chiết tràn.
 Ứng dụng và nguyên lý:
Khi chất lỏng đƣợc bơm vào ( màu xanh đậm ) tới khi định mức, các sản
phẩm dƣ thừa và bọt bị đẩy ra khỏi chai (mũi tên màu đỏ) và quay trở lại bồn
chứa sần phẩm. Máy chiết tràn tự động dạng thẳng đƣợc sử dụng để chiết các
chất lỏng có độ nhớt từ thấp đến trung bình . Máy tự động này đƣợc sử dụng
khi quy mơ sản xuất từ trung bình trở lên.
 Ƣu – Khuyết điểm:
Hiệu suất cao, dễ vệ sinh, dễ vận hành, mỏ rộng với chi phí thấp. Cung cấp
sự linh hoạt lớn nhất với chi phí thấp nhất.
• Định lƣợng bằng cách chiết theo thời gian: Cho chất lỏng chảy vào chai trong
khoảng thời gian xác định, ta xem nhƣ lƣu lƣợng chất lỏng chảy là cố định.
 Ứng dụng và nguyên lý:
Đây là loại chiết rót tốt nhất cho các chất lỏng có độ nhớt rất thấp và khơng
thay đổi theo nhiệt độ môi trƣờng xung quanh. Thiết bị ứng dụng kiểu này
đặc biệt thích hợp để chiết rót có các lỏng có độ ăn mịn cao.

Trang 12

CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN
Việc cung cấp một lƣợng lớn sản phẩm đƣợc bơm vào một bồn chứa đƣợc
giữ trên một bộ các van vận hành bằng khí nén. Bộ van đó sẽ đƣợc điều
khiển đóng mở trong một khoảng thời gian tƣơng ứng đã đƣợc thiết lập để
bơm một lƣợng chính xác, chất lỏng sẽ chảy vào chai nhờ trọng lực.
 Ƣu – Khuyết điểm:
Đây là loại kinh tế nhất của máy chiết rót cho một phạm vi giới hạn của ứng
dụng. Áp dụng cho các sản phẩm có giá trị thấp, khơng u cầu độ chính
xác định lƣợng.
Ví dụ:

Hình 1.22. Kiểu bơm định thì.
Ngồi ra cịn một số phƣơng pháp định lƣợng khác nhƣ:
• Định lƣợng bằng lƣu lƣợng kế:

Hình 1.

. Kiểu bơm lƣu lƣợng kế.
Trang 13


CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN
 Ứng dụng và nguyên lý:
Đây là dạng chiết rót bằng bơm chất lỏng với việc định lƣợng thể tích bằng
thiết bị đo lƣu lƣợng ( flowmeter). Phƣơng pháp chiết rót này sử dụng đƣợc
cho các loại chất lỏng từ chất lỏng có độ nhớt thấp đến chất lỏng có độ nhớt
cao.
 Ƣu – Khuyết điểm:
Phƣơng pháp này rất hiệu quả khi thế tích chiết thay đổi liên tục trong từng
lần chiết rót.

• Định lƣợng bằng cân định lƣợng:

Hình 1.

. Kiểu sử dụng cân định lƣợng.

 Ứng dụng và nguyên lý:
Kiểu chiết rót sử dụng đầu cân thích hợp cho việc chiết rót tính theo khối
lƣợng, khối lƣợng chiết rót lớn, hoặc chiết rót phối hợp. Phƣơng pháp chiết
rót này sử dụng đƣợc cho các loại chất lỏng từ chất lỏng có độ nhớt thấp đến
chất lỏng có độ nhớt cao. Phƣơng pháp này cũng rất hiệu quả khi khối lƣợng
chiết thay đổi liên tục trong từng lần chiết rót.
Việc cung cấp số lƣợng lớn sản phẩm đƣợc bơm vào một bồn chứa đƣợc giữ
trên một bộ các van vận hành bằng khí nén. Mỗi van độc lập đƣợc điều khiển
bởi hệ thống máy tính của máy chiết rót để rót một cách chính xác, lƣợng
chất lỏng sẽ chảy bằng trọng lực vào chai.
 Ƣu – Khuyết điểm:
Điều này đơi khi chỉ thích hợp cho một số loại, thực tế giới hạn phạm vi của
các ứng dụng và đối với rót một khối lƣợng lớn.

Trang 14