Tự Động Hóa Đột Phá: Bí Quyết Đạt Chu Kỳ Định Lượng Bột Đá 5 Phút/Mẻ (330kg) Tại Nhà Máy Nhựa Phú Thọ – Phân Tích Công Nghệ An Việt
Đánh Thức Tiềm Năng Sản Xuất Filler Masterbatch
Ngành sản xuất hạt nhựa kỹ thuật và bột độn nhựa (Filler Masterbatch) tại Việt Nam đang đứng trước yêu cầu phải tối ưu hóa năng lực cạnh tranh toàn cầu. Trong đó, việc kiểm soát định lượng nguyên liệu thô – đặc biệt là bột đá Canxi Cacbonat (CaCO3) – trở thành điểm nghẽn (bottleneck) quan trọng nhất. Sự chênh lệch dù nhỏ trong tỷ lệ phối trộn có thể làm thay đổi hoàn toàn tính chất cơ lý, màu sắc và chi phí sản xuất.
Công ty Cổ phần Kỹ thuật và Thiết bị An Việt (An Việt) đã chứng minh khả năng giải quyết triệt để thách thức này thông qua dự án lắp đặt hệ thống cân định lượng bột đá tự động tại một Nhà máy sản xuất nhựa chủ lực tại Phú Thọ. Mục tiêu đột phá của dự án là thiết lập một quy trình cân 330kg bột đá và cấp liệu hoàn tất vào cối trộn chỉ trong 5 phút/mẻ, tích hợp liền mạch với cơ sở hạ tầng có sẵn. Đây không chỉ là một nâng cấp thiết bị, mà là một bước chuyển mình về tư duy tự động hóa trong ngành.
Phân Tích Kỹ Thuật Chuyên Sâu: Bài Toán Xử Lý Bột Siêu Mịn và Tốc Độ Cao
Để đạt được chu kỳ 5 phút/mẻ với khối lượng 330kg, việc lắp đặt phải vượt qua các rào cản kỹ thuật đặc trưng của bột đá siêu mịn (Micronized CaCO3) và yêu cầu về tốc độ cấp liệu.
Thách Thức Đặc Thù của Bột Đá (CaCO3)
Bột đá sử dụng trong ngành nhựa thường có kích thước hạt rất nhỏ (từ nano đến micro), gây ra ba vấn đề kỹ thuật nghiêm trọng:
- Tính Khó Chảy và Đóng Khối (Bridging & Arching): Bột dễ bị nén và kết dính trong phễu, tạo thành vòm (arch) hoặc cầu (bridge) gây tắc nghẽn, làm gián đoạn quá trình cấp liệu.
- Tính Bay Bụi Cao (Dustiness): Gây ô nhiễm môi trường làm việc, ảnh hưởng đến độ chính xác của cảm biến lực (loadcell) do bụi bám, và tiềm ẩn nguy cơ cháy nổ.
- Độ Nhạy với Độ Ẩm: Bột có thể hấp thụ hơi ẩm, làm thay đổi khối lượng riêng và tính chất chảy, ảnh hưởng đến tỷ lệ định lượng.
Yêu Cầu Về Tốc Độ và Độ Chính Xác Cộng Hưởng
Nhà máy tại Phú Thọ yêu cầu tích hợp hệ thống mới vào cối trộn hiện hữu, buộc hệ thống cân phải đạt đồng thời hai tiêu chí:
- Tốc độ: Toàn bộ quá trình cân, xả liệu và sẵn sàng mẻ tiếp theo phải phút. Với 330kg, yêu cầu tốc độ cấp liệu trung bình phải đạt ít nhất 4-5 tấn/giờ chỉ riêng cho công đoạn cân này.
- Chính xác: Sai số định lượng cần được giữ ở mức tối ưu () để đảm bảo chất lượng hạt nhựa đầu ra. Tốc độ cấp liệu càng cao thì việc kiểm soát sai số rơi rớt (In-flight Compensation) càng khó khăn.
Triển Khai Giải Pháp Cân Định Lượng Tối Ưu Hóa Tốc Độ Của An Việt
Để hóa giải các thách thức trên, An Việt đã áp dụng một thiết kế hệ thống Cân Định Lượng Bột Đá với các công nghệ và linh kiện chuyên biệt:
Cơ Cấu Cấp Liệu Tích Hợp Chống Tắc
Thay vì cấp liệu bằng van cửa truyền thống, An Việt sử dụng Vít Tải (Screw Conveyor) được thiết kế đặc biệt, có khả năng vận chuyển bột mịn theo nguyên lý cưỡng bức.
- Phễu Rung Tần Số Cao (Vibratory Hopper): Phễu chứa trung gian được trang bị cơ cấu rung tần số cao để phá vỡ các cầu bột (bridge breaking), đảm bảo bột đá luôn chảy liên tục và đồng đều vào vít tải.
- Cơ Chế Cấp Thô/Cấp Tinh (Coarse/Fine Feed): Vít tải được điều khiển bằng biến tần (VFD), cho phép hoạt động ở hai tốc độ:
- Cấp Thô: Tốc độ cao để nhanh chóng đạt 90-95% khối lượng 330kg.
- Cấp Tinh: Tốc độ chậm, chính xác để đạt khối lượng mục tiêu, giảm thiểu quán tính và sai số rơi rớt.
Cụm Cân Đo Lường Công Nghiệp Hạng Nặng
Trái tim của hệ thống là Cụm Cân Định Lượng (Weighing Hopper).
- Loadcell Chuyên Dụng: Sử dụng ba hoặc bốn Loadcell thuộc dòng công nghiệp cao cấp, được bảo vệ theo chuẩn IP67 (chống bụi hoàn toàn), đảm bảo hoạt động ổn định trong môi trường bụi bột đá. Cấp chính xác OIML C3 là tiêu chuẩn tối thiểu, với khả năng chịu tải vượt trội (Overload Protection).
- Phễu Cân Inox 304: Phễu cân được chế tạo từ thép không gỉ Inox 304 để chống ăn mòn và đảm bảo bề mặt trơn nhẵn, góc dốc lớn hơn 60 độ để thúc đẩy quá trình xả liệu nhanh và không tồn đọng vật liệu.
Hệ Thống Điều Khiển PLC Cao Cấp và Thuật Toán Định Lượng
Đây là yếu tố then chốt giúp đạt được thời gian chu kỳ 5 phút.
- Bộ Điều Khiển Cân Chuyên Dụng (Batch Controller): Sử dụng các bộ điều khiển có tốc độ lấy mẫu cao (high-speed sampling), có thể xử lý hàng trăm tín hiệu/giây. Chức năng chính là tự động tính toán và điều chỉnh lượng bù trừ rơi rớt (Auto-Tune In-flight Compensation) theo thời gian thực, ngay cả khi tốc độ cấp liệu thay đổi.
- Tích Hợp PLC Siemens/Allen-Bradley: Sử dụng PLC để điều khiển trình tự vận hành logic, bao gồm: ra lệnh đóng/mở vít tải, điều khiển van xả, nhận tín hiệu “Cối trộn đã sẵn sàng” và gửi tín hiệu “Cấp liệu hoàn tất” tới hệ thống trộn sẵn có của nhà máy. Việc lập trình tín hiệu giao tiếp tự động này giúp loại bỏ thời gian chờ giữa các công đoạn.
- Giao Diện HMI: Màn hình cảm ứng trực quan cho phép lưu trữ và chọn công thức phối trộn (recipe management), lưu trữ dữ liệu định lượng của từng mẻ (Batch Report) để truy xuất nguồn gốc và kiểm soát chất lượng.
Phân Tích Công Suất: Chi Tiết Đạt Mục Tiêu 5 Phút/Mẻ (330kg)
Chi tiết quy trình vận hành được tối ưu hóa theo từng mili-giây, tổng hợp lại để đảm bảo công suất yêu cầu:
Tác Động Kinh Tế Chiến Lược Đến Nhà Máy Nhựa Phú Thọ
Dự án này mang lại những giá trị vượt xa một thiết bị đơn thuần, góp phần thay đổi cấu trúc chi phí và chất lượng sản phẩm của Nhà máy nhựa Phú Thọ:
Nâng Cao Tối Đa Chỉ Số OEE (Overall Equipment Effectiveness)
Việc rút ngắn thời gian chu kỳ (Cycle Time) xuống còn 5 phút/mẻ là yếu tố cốt lõi cải thiện chỉ số OEE của toàn bộ dây chuyền trộn/đùn ép. Nhà máy có thể vận hành hiệu quả hơn, tăng thời gian chạy thực (Availability) và năng suất thực tế (Performance) của máy móc đắt tiền phía sau.
Giảm Tỷ Lệ Phế Phẩm và Lãng Phí Nguyên Liệu
Kiểm soát chính xác sai số ở mức – giúp ổn định tỷ lệ phối trộn bột đá/polymer/phụ gia. Điều này trực tiếp giảm phế phẩm do không đạt tiêu chuẩn cơ lý, tối ưu hóa lượng bột đá sử dụng, dẫn đến tiết kiệm chi phí nguyên liệu hàng tỷ đồng mỗi năm.
Đảm Bảo Tuân Thủ Tiêu Chuẩn Sản Xuất ISO và Quản Lý Chất Lượng
Hệ thống PLC/HMI của An Việt cho phép ghi nhận và lưu trữ mọi dữ liệu định lượng của từng mẻ. Đây là yếu tố then chốt cho việc truy xuất nguồn gốc (Traceability) và tuân thủ các tiêu chuẩn quản lý chất lượng (ISO 9001), điều cực kỳ quan trọng đối với các nhà cung cấp hạt nhựa lớn.
An Toàn Lao Động và Bảo Vệ Môi Trường
Thiết kế hệ thống kín (Enclosed System) và có trang bị đầu hút bụi tại các điểm chuyển tiếp giúp kiểm soát hoàn toàn lượng bụi bột đá phát tán. Điều này cải thiện môi trường làm việc theo hướng công nghiệp hiện đại, bảo vệ sức khỏe người lao động và giảm chi phí vệ sinh công nghiệp.
An Việt – Đối Tác Công Nghệ Cho Tương Lai Tự Động Hóa
Dự án tại Phú Thọ là minh chứng rõ ràng cho năng lực kỹ thuật của Công ty Cổ phần Kỹ thuật và Thiết bị An Việt trong việc chế tạo và tích hợp các hệ thống cân định lượng phức tạp.
- Chuyên môn Tích hợp: An Việt không chỉ bán cân, mà còn bán giải pháp tích hợp. Đội ngũ kỹ sư đã thành công trong việc kết nối hệ thống cân mới với PLC và HMI của cối trộn sẵn có, đảm bảo đồng bộ hoàn hảo mà không cần thay đổi lớn về cơ sở hạ tầng.
- Cam Kết Chất Lượng Thiết Bị: Chỉ sử dụng các linh kiện đo lường từ các thương hiệu hàng đầu thế giới, đảm bảo độ bền, ổn định và tuổi thọ vận hành cao trong điều kiện công nghiệp khắc nghiệt.
- Hỗ Trợ Kỹ Thuật Toàn Diện: Cung cấp dịch vụ lắp đặt, hiệu chuẩn, và bảo trì trọn đời, đảm bảo hệ thống cân định lượng bột đá luôn hoạt động ở hiệu suất cao nhất.
Tăng Tốc Cạnh Tranh Với Định Lượng Chính Xác
Việc đầu tư vào hệ thống cân định lượng bột đá 5 phút/mẻ 330kg do An Việt cung cấp tại Nhà máy nhựa Phú Thọ là một quyết định chiến lược đúng đắn. Nó không chỉ đơn thuần là tăng tốc độ sản xuất, mà còn là nền tảng vững chắc để đảm bảo chất lượng sản phẩm đồng nhất, giảm thiểu chi phí sản xuất, và nâng cao vị thế cạnh tranh của ngành công nghiệp nhựa Việt Nam.
Nếu quý doanh nghiệp đang tìm kiếm một giải pháp tự động hóa đột phá, giúp chuyển hóa “điểm nghẽn” thành “điểm mạnh” trong quy trình sản xuất bột/hạt, hãy liên hệ ngay với An Việt để nhận tư vấn kỹ thuật chi tiết nhất.
