Email: project@ltdautomation.com.vn
Giải Pháp Bronkhorst Tối Ưu Hóa Độ Xốp (Overrun) Trong Quy Trình Sản Xuất Kem Công Nghiệp
Trong công nghệ sản xuất kem (Ice Cream Manufacturing), sự khác biệt giữa một sản phẩm cao cấp mềm mịn và một sản phẩm kém chất lượng nằm ở một yếu tố vô hình: Khí (Air). Quy trình sục khí (Aeration) là trái tim của dây chuyền sản xuất kem.
Bronkhorst High-Tech cung cấp giải pháp kiểm soát lưu lượng khí nạp (Gas Dosing) chính xác tuyệt đối, giúp các nhà máy duy trì cấu trúc kem ổn định, đảm bảo độ mịn và tối ưu hóa lợi nhuận thông qua việc kiểm soát chỉ số Overrun.
1. Vai trò kỹ thuật của khí trong sản xuất Kem (Aeration & Overrun)
Kem thực chất là một dạng bọt (foam) phức tạp bao gồm các tinh thể đá, chất béo và các bóng khí. Lượng khí được đưa vào hỗn hợp kem lỏng quyết định hai yếu tố:
- Cấu trúc (Texture): Khí tạo nên độ mềm, mịn và khả năng tan chảy trong miệng. Thiếu khí, kem sẽ cứng và có cảm giác lạo xạo (icy).
- Thể tích (Volume): Tỷ lệ khí nạp vào được gọi là Overrun.
- Công thức: $\text{Overrun (\%)} = \frac{\text{Thể tích kem} - \text{Thể tích hỗn hợp lỏng}}{\text{Thể tích hỗn hợp lỏng}} \times 100$
- Việc kiểm soát Overrun không chỉ ảnh hưởng đến chất lượng (Sensory quality) mà còn là bài toán kinh tế (Cost control), vì khí là nguyên liệu "rẻ nhất" nhưng lại quyết định thể tích thành phẩm.
2. Thách thức với các phương pháp đo lường truyền thống
Nhiều dây chuyền cũ sử dụng van kim (needle valve) kết hợp với lưu lượng kế dạng phao (Rotameter) hoặc đồng hồ đo áp suất để cấp khí. Tuy nhiên, phương pháp này gặp nhược điểm lớn:
- Biến động áp suất: Áp suất trong thiết bị làm lạnh (Freezer) thay đổi liên tục. Vì Rotameter đo lưu lượng thể tích, sự thay đổi áp suất sẽ làm thay đổi mật độ khí, dẫn đến lượng khối lượng (Mass) khí nạp vào không ổn định.
- Kết quả: Độ Overrun dao động, chất lượng kem không đồng đều giữa các lô, gây lãng phí nguyên liệu.
3. Giải pháp Mass Flow Control từ Bronkhorst
Bronkhorst giải quyết triệt để vấn đề biến động áp suất bằng cách sử dụng Bộ điều khiển lưu lượng khối lượng (Mass Flow Controller - MFC).
Nguyên lý hoạt động (Master-Slave Control Loop):
Để đảm bảo tỷ lệ khí/kem luôn hằng số bất kể tốc độ dây chuyền thay đổi, hệ thống được thiết lập theo cơ chế Chủ - Tớ (Master-Slave):
- Master (Dòng kem lỏng): Một cảm biến lưu lượng (thường là điện từ hoặc Coriolis) đo lưu lượng hỗn hợp kem lỏng đi vào máy làm lạnh. Tín hiệu này được gửi về bộ điều khiển trung tâm (PLC) hoặc trực tiếp đến MFC.
- Slave (Dòng khí): Bộ MFC của Bronkhorst (thường là dòng EL-FLOW Select hoặc MASS-STREAM) nhận tín hiệu từ Master. Dựa trên tỷ lệ Overrun đã cài đặt (ví dụ: 100%), MFC sẽ tự động điều chỉnh van để cấp chính xác lượng khí cần thiết theo thời gian thực.
- Check Valve (Van một chiều): Một van một chiều chất lượng cao (như dòng W-Series) được lắp đặt ở hạ lưu của MFC để ngăn chặn kem lỏng chảy ngược vào thiết bị đo khí khi áp suất hệ thống thay đổi đột ngột hoặc khi dừng máy.
Ưu điểm kỹ thuật:
- Độ chính xác cao: Đo trực tiếp khối lượng phân tử khí, không bị ảnh hưởng bởi thay đổi nhiệt độ và áp suất đầu vào/đầu ra.
- Ổn định bọt khí: Giúp tạo ra các bóng khí nhỏ li ti và phân bố đều, ngăn chặn hiện tượng kết tinh đá lớn.
- Tự động hóa: Tích hợp dễ dàng vào hệ thống SCADA/PLC qua các giao thức Profinet, EtherCAT, Modbus.
4. Dòng sản phẩm đề xuất (Recommended Models)
EL-FLOW Select Series
- Đặc điểm: Dòng MFC phòng thí nghiệm/công nghiệp nhẹ với độ chính xác cao nhất. Thích hợp cho các dây chuyền sản xuất kem cao cấp cần kiểm soát Overrun cực kỳ khắt khe.
- Dải đo: Linh hoạt, tùy chỉnh theo công suất máy làm kem.
MASS-STREAM Series (D-6300)
- Đặc điểm: Dòng MFC công nghiệp với thiết kế "Through-flow" (đo trực tiếp trên dòng chảy chính), chuẩn bảo vệ IP65.
- Lợi thế: Ít nhạy cảm với độ ẩm hoặc bụi bẩn, bền bỉ trong môi trường nhà máy thực phẩm. Dễ dàng vệ sinh.
5. Lợi ích kinh tế và vận hành
- Chất lượng nhất quán: Mỗi hộp kem xuất xưởng đều có độ mềm mịn như nhau, nâng cao uy tín thương hiệu.
- Tiết kiệm chi phí: Kiểm soát chính xác lượng khí giúp tối ưu hóa thể tích sản phẩm mà không vi phạm quy định về định lượng.
- Giảm phế phẩm: Loại bỏ hiện tượng kem bị cứng hoặc quá xốp do lỗi cấp khí.
Trong ngành F&B, việc chuyển đổi từ đo lường thể tích sang đo lường khối lượng với Bronkhorst MFC là bước đi tiên quyết để hiện đại hóa quy trình sản xuất kem. Đây là giải pháp đảm bảo sự cân bằng hoàn hảo giữa "Nghệ thuật làm kem" và "Khoa học chính xác".
Để được tư vấn sơ đồ lắp đặt và lựa chọn model phù hợp cho hệ thống Freezer của bạn, vui lòng liên hệ đội ngũ kỹ thuật của chúng tôi.
Chính sách bán hàng
