Mục tiêu

Trong sản xuất bột cá, kiểm soát độ ẩm là một yếu tố quan trọng để đảm bảo chất lượng sản phẩm và sử dụng năng lượng hiệu quả. Tuy nhiên, việc duy trì độ ẩm ổn định trong quá trình sấy vẫn là một thách thức đối với nhiều nhà máy.

Tại một nhà máy nằm tại khu vực ven biển tại Tây Ban Nha, thường xuyên chịu ảnh hưởng bởi độ ẩm môi trường và nhiệt độ cao. Bên cạnh đó, một số khu vực sản xuất yêu cầu thiết bị đáp ứng các tiêu chuẩn an toàn ATEX do có nguy cơ cháy nổ.

Trước đây, quá trình sấy chủ yếu dựa trên các phép đo và ước tính thủ công. Việc kiểm tra không liên tục khiến độ ẩm sản phẩm có thể biến động, dẫn đến sấy quá mức hoặc chưa đạt yêu cầu, làm tăng mức tiêu thụ năng lượng và phát sinh nguy cơ phải xử lý lại sản phẩm.

Nhà máy cần một giải pháp đo độ ẩm liên tục, phù hợp với môi trường sản xuất và có khả năng cung cấp dữ liệu theo thời gian thực để hỗ trợ điều chỉnh quá trình sấy kịp thời.

Giải pháp

Ecozen đã thiết kế và triển khai hệ thống đo độ ẩm trực tuyến sử dụng cảm biến đạt chứng nhận ATEX, công nghệ đo điện dung và giao tiếp công nghiệp Modbus RTU.

Dự án bao gồm:

• Vật liệu rời cần đo: Bột cá
• Thiết kế vị trí lắp đặt tối ưu cho các cảm biến, đồng thời lập bản vẽ điện và cơ khí.
• Cung cấp và lắp đặt 5 cảm biến cùng hệ thống dây cáp, ống dẫn và phụ kiện.
• Tích hợp cảm biến với PLC, lập trình tín hiệu độ ẩm và nhiệt độ.
• Vận hành thử hệ thống, hiệu chuẩn ban đầu, kiểm tra chức năng, đào tạo nhân viên và cung cấp tài liệu kỹ thuật.
• Lập trình tự động hóa: thiết kế bảng điều khiển chuyên dụng, sử dụng PLC S7-1200 hoặc thiết bị tương đương; kết nối tín hiệu điều khiển vít VFD của máy sấy; lắp đặt tủ điều khiển và tích hợp hệ thống bảo vệ áp suất PLC GE; lập trình điều khiển tự động áp suất và tốc độ vít.

Thông qua kết nối trực tiếp với PLC, hệ thống cung cấp dữ liệu độ ẩm và nhiệt độ theo thời gian thực, giúp nhà máy theo dõi liên tục và điều chỉnh các thông số sấy khi cần thiết.

Kết quả

Mục tiêu của dự án là đo độ ẩm và nhiệt độ của sản phẩm liên tục trong quá trình sản xuất, đồng thời kiểm chứng độ chính xác của cảm biến thông qua việc lấy mẫu tại hơn 50 điểm và phân tích song song tại phòng thí nghiệm bằng phương pháp trọng lượng tiêu chuẩn.

Trong giai đoạn thử nghiệm 3 ngày tại nhà máy, hệ thống được lắp đặt, đấu nối và vận hành thực tế. Màn hình HMI hiển thị theo thời gian thực các xu hướng độ ẩm (%), nhiệt độ (°C), cùng giá trị tức thời và giá trị trung bình động.

• Hệ thống đạt độ chính xác ±0,6% trên 75% số mẫu, với sai khác trong khoảng ±2 điểm phần trăm so với kết quả phòng thí nghiệm.
• Giảm 98% thời gian phát hiện sai lệch: từ 30–60 phút khi sử dụng phương pháp lấy mẫu xuống còn dưới 1 phút với hệ thống đo trực tuyến.
• Tiết kiệm 20% năng lượng nhờ dữ liệu độ ẩm liên tục, giúp hạn chế tình trạng sấy quá khô hoặc chưa đạt độ ẩm yêu cầu.
• Giảm 83% lượng bột không đạt tiêu chuẩn, góp phần ổn định chất lượng sản phẩm đầu ra.
• Thời gian hoàn vốn ước tính 3–6 tháng, với mức tiết kiệm ròng hằng năm hơn 80.000 USD.

Bên cạnh hiệu quả kinh tế, hệ thống còn hỗ trợ nhà máy giảm tiêu thụ năng lượng và sử dụng tài nguyên hiệu quả hơn thông qua việc kiểm soát quá trình sấy dựa trên dữ liệu đo liên tục.