Đặc điểm của Dây chuyền sản xuất bột mì
Dây chuyền sản xuất bột mì có sáu đặc điểm nổi bật so với các dây chuyền chế biến thực phẩm khác:- Tự động hóa cao: từ nhập liệu đến đóng bao, nguyên liệu di chuyển bằng gàu tải, vít tải và khí nén; người vận hành chủ yếu giám sát qua màn hình thay vì thao tác trực tiếp. Xem thêm khái niệm tự động hóa trong nhà máy.
- Quy trình liên tục: hạt lúa mì đi qua các cụm thiết bị nối tiếp nhau; silo trung gian giữ nhịp giữa các công đoạn nên dây chuyền không phải dừng khi một cụm bảo trì ngắn.
- Đa công nghệ: một nhà máy kết hợp thiết bị cơ khí (nghiền, sàng), thiết bị phân tách vật lý (tách đá, tách từ, hút bụi), thiết bị đo lường (cân định lượng, đo ẩm) và hệ thống điều khiển điện tử.
- Điều chỉnh linh hoạt: cùng một dây chuyền có thể ra nhiều loại bột (bột bánh mì, bột bánh ngọt, bột mì đa dụng) bằng cách đổi công thức phối trộn và khe hở trục nghiền.
- Hiệu suất cao: hệ thống chạy nhiều ca liên tục; năng suất phụ thuộc vào công suất cụm nghiền và được theo dõi theo tấn/giờ trên SCADA.
- Kiểm soát chất lượng theo công đoạn: độ ẩm hạt, tỷ lệ tạp chất, độ mịn bột và hàm lượng tro được kiểm tra ở từng bước, không chỉ ở thành phẩm.
Quy trình sản xuất bột mì tiêu chuẩn
Quy trình sản xuất bột mì gồm năm bước nối tiếp. Mỗi bước có thiết bị riêng và có điểm kiểm tra chất lượng riêng; lỗi ở bước trước sẽ làm giảm hiệu suất thu hồi bột ở bước sau.B1: Nhận và kiểm tra nguyên liệu đầu vào
Hạt lúa mì nhập về được lấy mẫu và kiểm tra trước khi đưa vào silo chứa. Các chỉ tiêu thường kiểm gồm độ ẩm, tỷ lệ tạp chất, hạt hỏng, hạt nảy mầm, mọt sống và dư lượng thuốc bảo vệ thực vật theo tiêu chuẩn nhà máy áp dụng. Lô không đạt được cách ly để xử lý hoặc trả lại nhà cung cấp. Kết quả kiểm tra được ghi theo lô để truy xuất nguồn gốc về sau.
B2: Làm sạch nguyên liệu
Lúa mì sau thu hoạch lẫn rơm, thân lá, đất, sỏi, đá, mảnh kim loại và hạt cỏ dại. Cụm làm sạch loại bỏ các tạp chất này theo nhiều nguyên lý: sàng rung tách theo kích thước, máy tách đá tách theo tỷ trọng, nam châm tách kim loại, quạt hút tách bụi và vỏ nhẹ. Làm sạch kỹ bảo vệ trục nghiền khỏi mòn và hỏng, đồng thời quyết định độ sạch và màu của bột thành phẩm.B3: Gia ẩm và ủ ẩm nguyên liệu
Gia ẩm là phun một lượng nước xác định lên bề mặt hạt; ủ ẩm là giữ hạt trong silo một khoảng thời gian để nước thấm đều vào bên trong. Mục đích là làm vỏ cám dai hơn và nội nhũ mềm hơn: khi nghiền, vỏ tách ra thành mảnh lớn thay vì vỡ vụn lẫn vào bột. Lượng nước và thời gian ủ được đặt theo loại lúa mì cứng hay mềm và độ ẩm ban đầu của lô; trên dây chuyền tự động, thông số này do PLC điều khiển theo lưu lượng hạt đo được.B4: Nghiền, sàng bột mì
Hạt sau ủ được đưa vào máy nghiền trục. Mỗi cặp trục có khe hở và tốc độ khác nhau: trục có rãnh phá vỡ hạt và tách nội nhũ khỏi vỏ, trục trơn nghiền mịn nội nhũ thành bột. Sản phẩm sau mỗi lần nghiền là hỗn hợp vỏ cám, tấm, phôi và bột; hỗn hợp này qua sàng vuông (plansifter) để phân loại theo kích thước. Phần tấm quay lại nghiền tiếp, phần cám tách ra làm sản phẩm phụ, phần bột đạt độ mịn đi tiếp. Một dây chuyền công nghiệp có nhiều cặp trục nghiền và nhiều tầng sàng nối tiếp để tăng tỷ lệ thu hồi bột.
B5: Phối trộn và đóng bao
Bột từ các luồng sàng được gom về silo bột và phối trộn theo công thức để đạt chỉ tiêu protein, độ tro và độ trắng của từng loại sản phẩm. Ở bước này có thể bổ sung phụ gia được phép theo quy định. Bột thành phẩm qua cân định lượng, đóng bao hoặc xuất rời vào xe bồn, dán nhãn và nhập kho. Sản lượng mỗi ca được ghi nhận trên hệ thống điều khiển để đối chiếu với lượng nguyên liệu nạp vào.Cấu tạo của dây chuyền sản xuất bột mì
Cấu tạo dây chuyền sản xuất bột mì theo các cụm thiết bị bám sát thứ tự công đoạn. Bảng dưới tóm tắt chức năng và thiết bị tiêu biểu của từng cụm.| Cụm thiết bị | Chức năng | Thiết bị tiêu biểu |
|---|---|---|
| Tiếp nhận và chứa | Nhận lúa mì từ xe hoặc tàu, cân, đưa vào silo | Hố nhập liệu, gàu tải, cân băng, silo hạt |
| Làm sạch | Tách tạp chất theo kích thước, tỷ trọng, từ tính | Sàng rung, máy tách đá, nam châm, quạt hút bụi |
| Gia ẩm và ủ | Điều chỉnh độ ẩm hạt trước khi nghiền | Máy gia ẩm định lượng, silo ủ |
| Nghiền và sàng | Tách nội nhũ khỏi vỏ, nghiền mịn, phân loại | Máy nghiền trục, sàng vuông, máy tách tấm |
| Vận chuyển và chứa bột | Chuyển bột giữa các cụm, tích trữ | Hệ thống khí nén, cyclone, lọc bụi, silo bột |
| Phối trộn và đóng bao | Trộn theo công thức, định lượng, đóng gói | Máy trộn, cân định lượng, máy đóng bao |
Cụm làm sạch
Cụm làm sạch đứng đầu dây chuyền và thường có hai giai đoạn: làm sạch thô ngay sau tiếp nhận và làm sạch tinh trước khi gia ẩm. Thiết bị chính gồm sàng rung nhiều tầng, máy tách đá kiểu tỷ trọng, máy đánh vỏ và nam châm tách kim loại. Mỗi thiết bị có ống hút bụi riêng nối về hệ thống lọc trung tâm.Cụm nghiền trục và sàng
Đây là trái tim của dây chuyền. Máy nghiền trục có nhiều cặp trục làm việc song song; khe hở và tốc độ từng cặp được đặt theo giai đoạn phá vỡ hay nghiền mịn. Sàng vuông treo trên khung dao động, bên trong xếp nhiều tầng lưới với cỡ mắt khác nhau. Máy tách tấm dùng luồng khí kết hợp sàng để tách tấm sạch khỏi tấm còn dính vỏ. Ba thiết bị này lặp lại thành nhiều hệ nghiền nối tiếp.Hệ thống vận chuyển khí nén và lọc bụi
Bột và tấm di chuyển giữa các tầng nhà máy bằng khí nén trong đường ống kín. Cyclone và túi lọc tách sản phẩm ra khỏi dòng khí trước khi xả. Hệ thống này giữ cho khu vực sản xuất ít bụi hơn, nhưng vẫn phải được thiết kế chống tích tụ tĩnh điện vì bụi bột mịn lơ lửng trong không khí là vật liệu dễ cháy nổ.
Cụm phối trộn, cân định lượng và đóng bao
Silo bột nối với máy trộn qua vít định lượng. Cân định lượng dùng loadcell (cảm biến lực) và bộ chỉ thị cân, tín hiệu cân được gửi về hệ thống điều khiển qua RS-485 hoặc Ethernet để ghi sản lượng và dừng nạp đúng khối lượng. Máy đóng bao van hoặc miệng hở nhận bột từ phễu trên cân và khâu miệng bao tự động.Hệ thống SCADA trong dây chuyền sản xuất bột mì
Toàn bộ dây chuyền được điều khiển và giám sát tập trung tại phòng điều khiển trung tâm. Hệ thống SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition, giám sát điều khiển và thu thập dữ liệu) của nhà máy bột mì đảm nhận sáu nhóm chức năng:- Điều chỉnh tốc độ động cơ qua biến tần: đặt tốc độ trục nghiền, vít định lượng và quạt khí nén từ màn hình; thay đổi năng suất mà không dừng máy.
- Điều khiển tự động theo điều kiện vận hành: căn cứ lưu lượng hạt, độ ẩm, áp suất khí nén, nhiệt độ ổ trục và mức silo để đóng mở van, khởi động hoặc dừng thiết bị theo trình tự an toàn.
- Giám sát trạng thái thiết bị và sản phẩm: hiển thị trạng thái chạy, dừng, lỗi của từng động cơ; mức từng silo; dòng điện động cơ nghiền để phát hiện quá tải.
- Đồ thị phân tích: vẽ xu hướng năng suất, độ ẩm, tiêu thụ điện theo thời gian để người vận hành và kỹ thuật viên tìm nguyên nhân dao động chất lượng.
- Cảnh báo và sự kiện: ghi nhận và báo động khi nghẽn đường ống, đầy silo, quá nhiệt ổ trục, mất áp khí nén; lưu nhật ký sự kiện để phân tích sau ca.
- Báo cáo vận hành và sản xuất: tổng hợp sản lượng theo ca, theo loại bột, lượng nguyên liệu tiêu thụ và thời gian dừng máy để phục vụ quản lý.
Chọn thiết bị cho dây chuyền sản xuất bột mì
Máy tính công nghiệp và màn hình vận hành trong nhà máy bột mì làm việc trong môi trường bụi bột mịn, độ ẩm cao ở khu gia ẩm và phải lau rửa thường xuyên. Ba tiêu chí cần xét khi chọn:- Không quạt, vỏ kín: máy có quạt hút bụi bột vào bên trong, gây kẹt quạt và chập bo mạch. Nên chọn máy tính công nghiệp không quạt tản nhiệt qua vỏ nhôm.
- Mặt trước đạt IP65 hoặc IP66, mặt kính phẳng: màn hình đặt tại xưởng cần chịu được xịt rửa và lau bằng khăn ướt; mặt kính phẳng không có khe bám bột. Với khu vực tiếp xúc thực phẩm, mặt trước bằng thép không gỉ là lựa chọn phù hợp.
- Đủ cổng giao tiếp: RS-485 để đọc bộ chỉ thị cân định lượng, đo ẩm và biến tần theo Modbus; Ethernet để nối PLC và máy chủ SCADA; cổng số cách ly để đọc công tắc mức và nút dừng khẩn.