Thiết kế, chế tạo phần băng tải cho hệ thống chiết, rót và đóng nắp chai tự động

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
KHOA CƠ KHÍ
--------

HUỲNH VĂN TUẤN

THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO
PHẦN BĂNG TẢI CHO HỆ THỐNG CHIẾT, RÓT VÀ
ĐÓNG NẮP CHAI TỰ ĐỘNG.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ

Nha Trang, tháng 6 năm 2018


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
KHOA CƠ KHÍ
--------

HUỲNH VĂN TUẤN

THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO
PHẦN BĂNG TẢI CHO HỆ THỐNG CHIẾT, RÓT VÀ
ĐÓNG NẮP CHAI TỰ ĐỘNG.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ

GVHD: Th.S Nguyễn Văn Định

Nha Trang, tháng 6 năm 2018


i
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
Khoa: Cơ khí

PHIẾU THEO DÕI TIẾN ĐỘ VÀ ĐÁNH GIÁ ĐỒ ÁN (CHUYÊN ĐỀ)
TỐT NGHIỆP
(Dùng cho CBHD và nộp cùng báo cáo ĐA/CĐTN của sinh viên)
Tên đề tài: Thiết kế, chế tạo phần băng tải cho hệ thống chiết, rót và đóng nắp chai tự động.
Giảng viên hướng dẫn: NGUYỄN VĂN ĐỊNH
Sinh viên được hướng dẫn: Huỳnh Văn Tuấn MSSV: 56136582
Khóa: 56
Ngành: Công nghệ kỹ thuật Cơ điện tử
Lần
KT

Ngày

Nội dung

1

07/4/2018

Nghiên cứu tổng quan

2

07/4/2018

Nghiên cứu cơ sở lý thuyết

3

15/4/2018

Đưa ra phương án thiết kế

4

15/5/2018

Chế tạo mô hình

Nhận xét của GVHD

Kiểm tra giữa tiến độ của Trưởng BM
Ngày kiểm tra:
Đánh giá công việc hoàn thành: ………..% Ký tên
………………… Được tiếp tục: 
Không tiếp tục:……………………
5

31/5/2018

Thử nghiệm và hiệu chỉnh

6

30/6/2018

Hoàn thiện báo cáo

Nhận xét chung (sau khi sinh viên hoàn thành ĐA/CĐ):
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………….………
…………………………………………………………………………………….………
…………………………………………………………………………………….………
…………………………………………………………………………………….………
Điểm hình thức:……/10
Điểm nội dung:......./10
Điểm tổng kết:………/10
Đồng ý cho sinh viên:
Được bảo vệ:
Không được bảo vệ:
Khánh Hòa, ngày … tháng … năm 2018
Cán bộ hướng dẫn
(Ký và ghi rõ họ tên)


ii

PHIẾU CHẤM ĐIỂM ĐỒ ÁN/ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
(Dành cho cán bộ chấm phản biện)
1. Họ tên người chấm: Ts. Nguyễn Thiên Chương
2. Sinh viên/ nhóm sinh viên thực hiện ĐA/KLTN (sĩ số trong nhóm: 3 )
(1) Nguyễn Tiến Tài
MSSV: 56130069

(2) Huỳnh Văn Tuấn
(3) Phạm Ngọc Lân

MSSV: 56136582
MSSV: 56136248

3. Tên đề tài: Thiết kế, chế tạo hệ thống chiết, rót và đóng nắp chai tự động
4. Nhận xét
- Hình thức: ...................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
- Nội Dung: ...................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
Điểm hình thức: ....../10
Đồng ý cho sinh viên:

Điểm nội dung:..…/10
Được bảo vệ:

Điểm tổng kết:..…/10

Không được bảo vệ:

Khánh Hòa, ngày…….tháng………năm………..
Cán bộ chấm phản biện
(Ký và ghi rõ họ tên)


iii

LỜI CẢM ƠN
Trong suốt quá trình học tập và hoàn thành đồ án tốt nghiệp này, em đã nhận được
sự hướng dẫn, giúp đỡ quý báu của các thầy, các anh chị và các bạn. Với lòng kính trọng
và biết ơn sâu sắc em xin bày tỏ lời cảm ớn trân thành tới:
Ban Giám hiệu Trường Đại học Nha Trang và các Thầy Cô trong Bộ môn Cơ Điện
Tử đã dạy bảo và tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ em trong quá trình học tập và thực hiện
đồ án.
Em xin chân thành cảm ơn Thầy Th.S Nguyễn Văn Định đã luôn quan tâm và nhiệt
tình hướng dẫn trong suốt quá trình em làm đồ án.
Tuy nhiên do sự hạn chế về kiến thức cũng như thời gian có hạn nên chắc chắn đồ
án này sẽ không tránh khỏi những thiếu sót, kính mong nhận được sự đóng góp ý kiến của
quý Thầy Cô và các bạn để đồ án này hoàn thiện hơn.

Nha Trang, tháng 06 năm 2018
Sinh viên
Huỳnh Văn Tuấn


iv

MỤC LỤC
PHIẾU THEO DÕI TIẾN ĐỘ VÀ ĐÁNH GIÁ ĐỒ ÁN (CHUYÊN ĐỀ) TỐT

NGHIỆP ..................................................................................................................... i
PHIẾU CHẤM ĐIỂM ĐỒ ÁN/ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ...............................ii
LỜI CẢM ƠN.......................................................................................................... iii
MỤC LỤC ................................................................................................................ iv
DANH MỤC CÁC HÌNH .......................................................................................vii
DANH MỤC CÁC BẢNG ....................................................................................... ix
LỜI NÓI ĐẦU ........................................................................................................... x
TỔNG QUAN VỀ MÔ HÌNH HỆ THỐNG CHIẾT, RÓT VÀ
ĐÓNG NẮP CHAI TỰ ĐỘNG................................................................................. 1
1.1.

Đặt vấn đề .................................................................................................. 1

1.2.

Tổng quan về toàn bộ dây chuyền ............................................................. 1

1.2.1. Chiết rót nước vào chai ......................................................................... 1
1.2.2. Đóng nắp chai ....................................................................................... 3
1.2.3. Cảm biến dùng trong các dây chuyền chiết rót ..................................... 3
1.2.4. Cơ cấu vào thùng .................................................................................. 5
1.3.

Các dây chuyền sản xuất nước đóng chai ở việt nam ............................... 6

1.3.1. Dây chuyền chiết rót aseptic cho chai pet ............................................. 6
1.3.2. Dây chuyền sản xuất nước khoáng ....................................................... 9
1.3.3. Dây chuyền sản xuất nước đóng chai tự động .................................... 14
1.4.

Kết luận ................................................................................................... 15
PHƯƠNG PHÁP VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU ...................... 16

2.1.

Phương pháp nghiên cứu ......................................................................... 16

2.2.

Yêu cầu của hệ thống .............................................................................. 16

2.3.

Phương án thiết kế ................................................................................... 17

2.3.1. Chọn kết cấu cơ khí cho bộ phận vận chuyển chai ............................. 17


v
2.3.2. Chọn kết cấu cơ khí cho bộ phận dẫn động ........................................ 20
2.3.3. Chọn cơ cấu định vị chai và máng hứng chất lỏng ............................. 22
2.3.4. Chọn động cơ điện cho hệ dẫn động băng tải và mâm xoay .............. 24
2.4.

Tính toán băng tải .................................................................................... 29

2.4.1. Xác định các thông số cơ bản của băng tải ......................................... 29
2.4.2. Xác định công suất dẫn động băng tải ................................................ 29
2.4.3. Xác định lực căng băng nhánh vào và nhánh ra ................................. 30
2.4.4. Kiểm tra lực căng băng ....................................................................... 30

2.4.5. Chọn bộ phận truyền động cho băng tảiError!

Bookmark

not

defined.
2.5.

Tính toán mâm xoay: ............................................................................... 31

2.6.

Xác định công suất động cơ .................................................................... 31

2.7.

Chế tạo phần cơ khí ................................................................................. 33

2.7.1. Dụng cụ chế tạo................................................................................... 34
2.7.2. Chế tạo băng tải................................................................................... 35
2.7.3. Chế tạo mâm xoay............................................................................... 38
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THỬ NGHIỆM ........................... 41
3.1.

Kiểm tra hệ thống trước khi thử nghiệm ................................................. 41

3.1.1. Kiểm tra phần cơ khí ........................................................................... 41
3.1.2. Kiểm tra hệ thống điện ........................................................................ 44
3.2.

Thử nghiệm và điều chỉnh thông số cơ khí ............................................. 45

3.2.1. Thử nghiệm khi không có tải .............................................................. 45
3.2.2. Thử nghiệm khi có tải ......................................................................... 47
3.3.

Thử nghiệm phần điện và lập trình ......................................................... 49

3.3.1. Thử nghiệm lần 1 ................................................................................ 49
3.3.2. Thử nghiệm lần 2 ................................................................................ 50
3.3.3. Thử nghiệm lần 3 ................................................................................ 50


vi
3.4.

Thử nghiệm toàn hệ thống....................................................................... 51

3.4.1. Thử nghiệm lần 1 ................................................................................ 51
3.4.2. Thử nghiệm lần 2 ................................................................................ 51
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT ........................................................... 53
4.1.

Kết quả đạt được...................................................................................... 53

4.1.1. Phần cơ khí .......................................................................................... 53
4.1.2. Phần điện và lập trình ......................................................................... 53
4.1.3. Toàn hệ thống...................................................................................... 53
4.2.

Những vấn đề chưa đạt được ................................................................... 53

4.3.

Đề xuất, kiến nghị ................................................................................... 53

TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................................... 55


vii

DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1 Máy chiết bàn quay .................................................................................... 2
Hình 1.2 Máy chiết rót và đóng nắp kiểu bàn xoay .................................................. 3
Hình 1.3 Cảm biến tiệm cận ...................................................................................... 4
Hình 1.4 Sơ đồ cảm biến điện áp .............................................................................. 4
Hình 1.5 Sơ đồ của dòng cảm biến điện dung........................................................... 5
Hình 1.6 Hệ thống thổi chai PET khép kín ............................................................... 7
Hình 1.7 Buồng sục rửa vô trùng .............................................................................. 7
Hình 1.8 Buồng chiết vô trùng ................................................................................. 7
Hình 1.9 Hệ thống vòi chiết ...................................................................................... 8
Hình 1.10 Hệ thống đóng nắp ................................................................................... 8
Hình 1.11 Máy bắn ống nhãn vào chai ...................................................................... 8
Hình 1.12 Máy đóng thùng carton............................................................................. 9
Hình 1.13 Hệ thống băng chuyền .............................................................................. 9
Hình 1.14 Hệ thống thẩm ngược ............................................................................. 10
Hình 1.15 Màng siêu vi lọc ..................................................................................... 11
Hình 1.16 Bồn chứa nước tinh khiết ....................................................................... 11
Hình 1.17 Hệ thống vệ sinh tự động sau mỗi ca sản xuất ....................................... 11

Hình 1.18 Máy nâng chai đặt vào thùng carton ...................................................... 13
Hình 1.19 Máy hàn miệng thùng carton .................................................................. 13
Hình 1.20 Dây chuyền sản xuất nước đóng chai tự động ....................................... 14
Hình 1.21 Sơ đồ khối của mô hình .......................................................................... 15
Hình 2.1 Băng tải đa ................................................................................................ 17
Hình 2.2 Băng tải tấm.............................................................................................. 18
Hình 2.3 Băng tải con lăn ........................................................................................ 19
Hình 2.4 Sơ đồ truyền động .................................................................................... 20
Hình 2.5 Biến tần ..................................................................................................... 21
Hình 2.6 Cơ cấu di chuyển dùng bánh răng - thanh răng ........................................ 22
Hình 2.7 Cơ cấu định vị bằng mâm xoay ................................................................ 23
Hình 2.8 Động cơ không đồng bộ 3 pha ................................................................. 24
Hình 2.9 Động cơ DC .............................................................................................. 25


viii
Hình 2.10 Động cơ servo......................................................................................... 26
Hình 2.11 Tổng quan về cơ khí ............................................................................... 33
Hình 2.12 Lắp ráp gối đỡ lên khung........................................................................ 36
Hình 2.13 Lắp ráp vòng bi vào ru lô ....................................................................... 36
Hình 2.14 Lắp ráp dây băng tải ............................................................................... 36
Hình 2.15 Lắp ráp băng tải vào hoàn chỉnh ............................................................ 37
Hình 2.16 Lắp ráp băng tải ra hoàn chỉnh ............................................................... 37
Hình 2.17 Lắp ráp hai mâm xoay ............................................................................ 38
Hình 2.18 Hàn vòng dẫn hướng .............................................................................. 38
Hình 2.19 Gối đỡ sau khi được lắp ........................................................................ 39
Hình 2.20 Mâm xoay được lắp vào khung .............................................................. 39
Hình 2.21 Mâm xoay hoàn chỉnh ............................................................................ 40
Hình 3.1 Bề mặt khung cơ khí................................................................................. 41
Hình 3.2 Kiểm tra mối hàn ...................................................................................... 42

Hình 3.3 Kiểm tra độ chùng của xích mâm xoay .................................................... 42
Hình 3.4 Kiểm tra độ chùng của xích băng tải đầu ra ............................................. 43
Hình 3.5 Kiểm tra độ chùng của xích băng tải đầu vào .......................................... 43
Hình 3.6 Máng cấp nắp đầy đủ................................................................................ 44
Hình 3.7 Khung và băng tải chưa có tải .................................................................. 45
Hình 3.8 Khung và băng tải chưa có tải .................................................................. 47
Hình 3.9 Cấp nắp bị lỗi ........................................................................................... 48
Hình 3.10 Cấp nắp đúng .......................................................................................... 49
Hình 3.11 Kết nối giữa máy tính với PLC .............................................................. 50
Hình 3.12 Chai bị lệch vị trí .................................................................................... 52
Hình 3.13 Chai bị lệch vị trí .................................................................................... 52


ix

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1 Thông số sản phẩm SD-WT-500ml ............................................................ 14
Bảng 2 Dụng cụ hỗ trợ chế tạo phần cơ khí ............................................................ 34
Bảng 3 Kiểm tra hệ thống điện ................................................................................ 44


x

LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay, với sự ứng dụng 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 sự chính xác cao, tốc độ nhanh, khả năng thích ứng, sự chuyên môn
hóa… đã và đang được ứng dụng rộng rãi trong nền công nghiệp hiện đại.
Công nghệ tự động hoá đang trở thành một ngành kỹ thuật đa nhiệm vụ, nó đáp ứng

được những đòi hỏi không ngừng của các ngành khác như trong công nghiệp, xây dựng, y
tế…kể cả trong nông - lâm nghiệp và ngày càng được ứng dụng nhiều trong thực tế đời
sống hàng ngày.
Trong công nghiệp, trong những nhà máy sản xuất nước uống đóng chai thì dây
chuyền chiết rót đóng nắp là một khâu không thể thiếu và rất quan trọng. Xuất phát từ nhu
cầu thực tế đó, nhóm đã thiết kế và thi công mô hình hệ thống chiết, rót và đóng nắp chai
tự động.
Mục tiêu nghiên cứu
Thiết kế và chế tạo phần băng băng tải cho hệ thống chiết, rót và đóng nắp chai tự
động.
Đối tượng nghiên cứu
Phần băng băng tải cho hệ thống chiết, rót và đóng nắp chai tự động.
Phạm vi nghiên cứu
-

Hệ thống băng tải dùng trong các dây chuyền sản xuất nước tinh khiết.
Loại chai sử dụng: PET 297ml có sẵn trên thị trường.


1
TỔNG QUAN VỀ MÔ HÌNH HỆ THỐNG CHIẾT, RÓT VÀ
ĐÓNG NẮP CHAI TỰ ĐỘNG
1.1. Đặt vấn đề
Các sản phẩm tiêu dùng hiện nay phần lớn được chứa đựng trong các bao bì dạng
chai lọ nhất là ngành thực phẩm ví dụ như: bia, rượu, nước giải khát, hóa mỹ phẩm, v.v...,
với những ưu điểm nổi trội như giá thành hạ, cứng cáp, tính thẩm mỹ cao, dễ sản xuất. Cũng
chính vì lý do này các hệ thống máy chiết, rót và đóng chai tự động được sử dụng rộng rãi
với nhiều chủng loại khác nhau. 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 tưởng về một dây chuyền sản xuất nước đóng chai cũng

bắt nguồn từ đó. Dựa trên những nền tảng có từ trước cùng với sự nghiên cứu phát triển của
nhóm, nhóm đã mạnh dạn thiết kế “hệ thống chiết, rót và đóng nắp tự động”. Bởi lẽ trong
thực tế, ở các nhà máy sản xuất nước uống đóng chai thì việc chiết rót, đóng nắp, vô thùng
là những khâu rất quan trọng và không thể thiếu trong một dây chuyền.
1.2. Tổng quan về toàn bộ dây chuyền
1.2.1. Chiết rót nước vào chai
Hiện nay có khá nhiều công nghệ chiết nước vào chai, tùy loại chất lỏng sẽ có cách
chiết rót khác nhau như: Nước có gaz, nước không gaz, chất lỏng dạng cô đặc. Định lượng
sản phẩm lỏng là chiết một thể tích nhất định sản phẩm lỏng và rót vào trong chai, bình, lọ,
v.v… Định lượng sản phẩm lỏng bằng máy được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành sản
xuất thực phẩm. Khi định lượng bằng máy thì cải thiện được điều kiện vệ sinh, đảm bảo
được năng suất cao và định lượng sản phẩm một cách chính xác. [1]
 Các phương pháp định lượng chủ yếu gồm có:
 Định lượng bằng bình định mức: chất lỏng được định lượng chính xác nhờ
bình định mức trước khi rót vào chai.


Định lượng bằng chiết tới mức cố định: chất lỏng được chiết tới mức cố định
trong chai bằng cách chiết đầy, sau đó lấy khối thể tích bù trừ ra khỏi chai;
khi đó mức lỏng trong chai sẽ sụt xuống một khoảng như nhau bất kể thể tích
của các chai có bằng nhau hay không. Ngoài ra còn sử dụng ống thông hơi,
chất lỏng được chiết tới khi ngập miệng ống thông hơi sẽ dứng lại. Phương
pháp này có độ chính xác không cao, tuỳ thuộc độ đồng đều của chai.


2


Định lượng bằng cách chiết theo thời gian: cho chất lỏng chảy vào chai trong
khoảng thời gian xác định, có thể xem như thể tích chất lỏng chảy là không

đổi. Phương pháp này chỉ áp dụng cho các sản phẩm có giá tri thấp, không
yêu cầu độ chính xác định lượng.

 Các phương pháp chiết rót sản phẩm gồm có:
 Phương pháp rót áp suất thường: chất lỏng tự chảy vào trong chai do chênh
lệch về độ cao thủy tĩnh. Tốc độ chảy chậm nên chỉ thích hợp với các chất
lỏng ít nhớt.
 Phương pháp rót chân không: 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. Lượng chất lỏng chảy vào chai thông thường cũng được áp dụng phương
pháp bù trừ hoặc chiết đầy chai.
 Phương pháp rót đẳng áp: Phương pháp này được áp dụng cho các sản phẩm
có gas như bia, nước ngọt.Trong khi rót, áp suất trong chai lớn hơn áp suất
khí quyển nhằm tránh không cho ga (khí CO2) thoát khỏi chất lỏng. Với
phương pháp rót đẳng áp thông thường, người 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.
Máy định lượng - chiết rót sản phẩm lỏng gồm nhiều cơ cấu rót, mỗi cơ cấu rót được
bố trí chiết cho 1 chai. Các cơ cấu rót có thể được bố trí thẳng hàng, làm việc cùng
lúc (máy chiết có cơ cấu chiết thẳng) hoặc bố trí trên bàn quay, làm việc tuần tự
(máy chiết bàn quay) như hình 1.1:

Hình 1.1 Máy chiết bàn quay


3
1.2.2. Đóng nắp chai
Máy đóng nắp chai được ứng dụng rộng rãi trong ngành sản xuất đồ uống, thực
phẩm, mỹ phẩm và hóa chất công nghiệp. Máy có tác dụng đóng bao kín các loại chai thủy
tinh, nhựa, đảm bảo việc niêm phóng kín, không rò rỉ chất lỏng ra ngoài.

Nắp chai được dẫn từ thùng chứa xuống đường dẫn đồng thời được xếp đúng chiều,
chai nước được đưa vào vị trí dập nắp và cố định để hệ thống dập nắp hoạt động (Hình 1.2).
Sau khi dập nắp chai sẽ được đưa tới bộ phận vặn nắp để chắc chắn rằng tất cả các nắp phải
được đóng kín.

Hình 1.2 Máy chiết rót và đóng nắp kiểu bàn xoay
1.2.3. Cảm biến dùng trong các dây chuyền chiết rót
Tại mỗi khâu chúng ta dùng cảm biến vị trí để xác định vị trí của sản phẩm. Khi gặp
sản phẩm cảm biến sẽ có tín hiệu báo về bộ điều khiển để ra lệnh điều khiển. Để xác định
vị trí và dịch chuyển của sản phẩm, ta dùng loại cảm biến quang điện.
Cảm biến tiệm cận chính là loại cảm biến giúp phát hiện những vật thể mà không
cần phải tiếp xúc. Nó giúp chuyển đổi tín hiệu về sự chuyển động hoặc là sự xuất hiện của
các vật thể để chuyển thành tín hiệu. Có tới 3 hệ thống giúp phát hiện để thực hiện được
công việc chuyển đổi này: hệ thống cảm biến sử dụng dòng điện xoay chiều được phát ra
những những vật thể bằng kim loại nhờ những hiện tượng cảm ứng điện từ, hệ thống cảm


4
biến sử dụng sự thay đổi trong điện dung khi chúng đến gần với vật thể cần phải phát hiện,
cuối cùng là hệ thống cảm biến nam châm và hệ thống chuyển mạch cộng từ.

Hình 1.3 Cảm biến tiệm cận
Cảm biến tiệm cận được dùng để phát hiện ra những vật thể kim loại từ tính và kim
loại không từ tính như nhôm hoặc đồng,… Để nhận biết kim loại thì người ta sử dụng cảm
biến điện cảm và để nhận biết phi kim thì người ta dùng cảm biến tiệm cận điện dung.
Những loại cảm biến tiệm cận này đều có sẵn những mô đun nhằm đáp ứng các điều
kiện môi trường về lắp đặt như môi trường nhiệt độ cao, môi trường nhiệt độ thấp, môi
trường chống nước và hóa chất,…
Sản phẩm này được thiết kế theo tiêu chuẩn của Nhật Bản và định nghĩa cảm biến
sao cho phù hợp với bộ tiêu chuẩn IEC 60947- 5- 2 nghĩa là bộ chuyển mạch phát hiện

những vị trí không được tiếp xúc.
Sau đây chúng ta cùng đi tìm hiểu nguyên lý hoạt động của hai dòng cảm biến tiệm
cận thông dụng nhất hiện nay: cảm biến điện cảm và cảm biến điện dung.
Nguyên lý hoạt động của cảm biến điện cảm:

Hình 1.4 Sơ đồ cảm biến điện áp
Cảm biến theo kiểu điện cảm sẽ phát hiện được sự suy giảm từ tính trong dòng điện
xoay chiều, được sinh ra trên bề mặt của vật dẫn từ những môi trường bên ngoài. Trường


5
điện từ xoay chiều được sinh ra trên cuộn dây và sẽ thay đổi trở thành kháng phụ và thuộc
vào dòng điện xoáy trên những bề mặt vật thể kim loại khi chúng được phát hiện. Vật thể
cần phát hiện và cảm biến khi tiến lại gần với nhau thì giống với hiện cảm ứng điện từ trong
dòng máy biến áp.
 Nguyên lý phát hiện của dòng cảm biến điện dung:

Hình 1.5 Sơ đồ của dòng cảm biến điện dung
Cảm biến điện dung phát hiện sự thay đổi điện dung giữa những cảm biến và những
đối tượng cần phát hiện. Giá trị của điện dung phụ thuộc hoàn toàn vào kích thước và
khoảng cách của đối tượng. Cảm biến điện dung thông thường sẽ tương tự với tụ điện của
2 bản điện cực song song, và điện dung sẽ được thay đổi và được phát hiện giữa hai bản
cực đó. Một tấm điện cực chính là đối tượng cần được phát hiện và một tấm kia thì là bề
mặt của cảm biến. Đối tượng được phát hiện sẽ phụ thuộc vào giá trị điện môi của chúng.
1.2.4. Cơ cấu vào thùng


Phương pháp kẹp và nâng hạ:
Kết cấu khung kẹp gồm các thanh kim loại có thể tịnh tiến qua lại (nhờ xy
lanh) để kẹp cổ chai. Xy lanh đặt đứng gắn liền với khung kim loại làm nhiệm vụ

đưa chai vào thùng đã được định vị ở dưới.


Ưu điểm:
- Chai được xếp ngay ngắn vào thùng.
- Điều khiển đơn giản.
 Khuyết điểm: Kết cấu khá phức tạp.


6
1.3. Các dây chuyền sản xuất nước đóng chai ở việt nam
1.3.1. Dây chuyền chiết rót aseptic cho chai pet
 Giới thiệu:
-

Dây chuyền chủ yếu sử dụng trong lĩnh vực sản xuất nước giải khát: Trà, nước
ép trái cây, đồ uống Carbonated…Hệ thống chiết rót Aseptic dành cho chai PET
gồm các phân đoạn: Được thiết kế từ khâu định hình – Xử lý vô trùng – Chiết rót

-

-

Aseptic – Đóng nắp. Có khả năng sản xuất từ 24000 – 80000 chai/ giờ. [2]
Quy trình công nghệ Aseptic: Toàn bộ phôi chai, nắp đều được sản xuất từ hạt
nhựa nguyên sinh nhập khẩu, chất lượng tốt. Được đưa 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
được tạo hình chai theo khuôn, phôi, nắp theo tiêu chuẩn quốc tế.
Chai, nắp sau khi hình thành được súc rửa bằng hệ thống nước vô trùng được
phun liên tục, tự động hoàn toàn (nước vô trùng được tiệt trùng ở nhiệt độ 135

0
C trong vòng 60 giây ). Và được đưa vào buồng chiết vô trùng nhằm loại bỏ các
nguy cơ về vi sinh vật và được cách ly với môi trường bên ngoài, khi vào máy
chiết Aseptic chai được tiệt trùng ở nhiệt độ 65 0C. Môi trường chiết vô trùng là
nền tảng của công nghệ Aseptic, sản phẩm được làm ra sẽ không chất bảo quản,
không màu công nghiệp, không hóa chất chì, giữ tươi hương vị tự nhiên cùng
màu sắc.

 Xuất xứ: Trung Quốc (là sản phẩm của công ty JIMEI).
 Giá thành: Tùy vào mô đun, dao động từ 500.000 đến vài triệu USD.
 Ưu điểm:
-

Sở hữu công nghệ sản xuất hiện đại với một chu trình khép kín, sản phẩm tạo ra
đạt chất lượng cao.
Thiết bị máy móc hiện đại, tự động hóa hoàn toàn.
Tối ưu về nhân công.

 Khuyết điểm:
-

Chỉ thích hợp với qui mô sản xuất lớn.
Cần đội ngũ nhân viên kỹ thuật có chuyên môn cao để vận hành, bảo trì, sửa
chữa.
Vốn đầu tư ban đầu cao.


7
 Các phân đoạn chính trong dây chuyền :

Hình 1.6 Hệ thống thổi chai PET khép kín

Hình 1.7 Buồng sục rửa vô trùng

Hình 1.8 Buồng chiết vô trùng


8

Hình 1.9 Hệ thống vòi chiết

Hình 1.10 Hệ thống đóng nắp

Hình 1.11 Máy bắn ống nhãn vào chai


9

Hình 1.12 Máy đóng thùng carton

Hình 1.13 Hệ thống băng chuyền
1.3.2. Dây chuyền sản xuất nước khoáng
 Giới thiệu:
- Sản phẩm chiết rót: Nước khoáng, nước tinh khiết. [3]
- 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.


10

 Xuất xứ: Trung Quốc.
 Giá thành: Tùy vào khả năng sản xuất, dao động từ vài tỷ đến hàng chục tỷ.
 Ưu điểm:
- Chai được truyền thông qua công nghệ cổ chai, hình dạng chai biến đổi không
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 không
chuyện rò rỉ xảy ra trong dây chuyền.

-

Máy chiết rót được thiết kế tự động riêng biệt có thể can thiệp kiểm soát nhanh.
Hệ thống giao diện máy vi tính thông minh có chức năng nhận biết lỗi, trong

-

trường 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 của Đức, PLC hệ thống điều khiển cảm ứng kiểm
soát hiệu năng hoạt động của dây chuyền.
Toàn bộ thiết bị điện nhập khẩu Châu Âu, bao gồm cả linh kiện máy nén khí, với
hiệu suất ổn định.

 Khuyết điểm:
- Cần nhân viên có chuyên môn cao để vận hành và bảo trì.
- Giá thành cao.
 Quy trình mô tả:

Hình 1.14 Hệ thống thẩm ngược


11

Hình 1.15 Màng siêu vi lọc

Hình 1.16 Bồn chứa nước tinh khiết

Hình 1.17 Hệ thống vệ sinh tự động sau mỗi ca sản xuất


12

Hình 1.18 Máy bắn ống nhãn cảm biến tự động

Hình 1.19 Máy chiết rót Mono block 3 trong 1

Hình 1.20 Hệ khử trùng đảo chai


13

Hình 1.18 Máy nâng chai đặt vào thùng carton

Hình 1.19 Máy hàn miệng thùng carton