English
Biết và kiểm soát độ ẩm của nguyên liệu từ khâu nhập nguyên liệu đến đóng gói sản phẩm là chìa khóa để tối đa hóa hiệu quả, tối ưu hóa sản lượng và tạo ra sản phẩm chất lượng cao, đồng nhất.
Sự thay đổi độ ẩm của nguyên liệu từ lâu đã là một thách thức lớn đối với các nhà sản xuất thức ăn chăn nuôi. Hàm lượng độ ẩm của nguyên liệu thô thay đổi tùy thuộc vào điều kiện môi trường và thời tiết trong quá trình thu hoạch, vận chuyển và bảo quản. Các cách thức kiểm tra độ ẩm nguyên liệu truyền thống hầu như tốn thời gian, dễ bị lỗi và không đại diện cho nguyên liệu quy trình trong 1 quá trình sản xuất, vì độ ẩm trên từng điểm và thời gian không chắc chắn là sẽ giống nhau hoàn toàn
Giải pháp hoàn hảo là việc liên tục đo độ ẩm của nguyên liệu đang di chuyển trên hệ thống và điều chỉnh độ ẩm ngay lúc phát hiện được sự thay đổi. Trước đó, các hệ thống như vậy việc sử dụng và yêu cầu bảo trì khá phức tạp và tốn kém nhiều chi phí và thời gian. Hiện nay, các cảm biến độ ẩm hiện đại,sử dụng những công nghệ tốt nhất, đáng tin cậy và giá cả tốt đã xuất hiện nhiều trên thị trường, đặc biệt là các thị trường có nhiều tiềm năng xuất khẩu nông sản và ngành chăn nuôi, nuôi trồng thủy sản. Điều này làm dễ dàng hơn cho việc kiểm soát ẩm
Figure 1: Online moisture sensors
Việc sử dụng các cảm biến đo độ ẩm trực tuyến, liên tục cho phép hệ thống có thể điều khiển tự động với các thay đổi của độ ẩm tức thời và điều chỉnh quy trình để đạt được mức độ ẩm theo yêu cầu và duy trì mất ẩm trong nguyên liệu, cho dù để bảo quản, xử lý tiếp theo hoặc đóng gói cuối cùng.
Tại sao bạn nên đo độ ẩm?
Kiểm soát chính xác độ ẩm trong quá trình sấy khô giúp ngăn ngừa tình trạng sấy quá mức và sấy không đủ. Sấy quá mức vật liệu sẽ tiêu tốn quá nhiều năng lượng, giảm sản lượng và có thể làm hỏng vật liệu đang được sấy (ví dụ: trở nên giòn nếu sấy quá nhanh). Sấy không đủ dẫn đến nguy cơ phát triển nấm độc và giảm thời gian bảo quản của vật liệu.
Độ chính xác của hệ thống đo độ ẩm sẽ ảnh hưởng đến mục tiêu độ ẩm cuối cùng của máy sấy vì vật liệu đang được sấy sẽ cần phải thấp hơn một giá trị cho phép tối đa. Nếu bạn sử dụng cảm biến độ ẩm có thể đạt gần nhất có thể với giá trị tối đa, bạn sẽ giảm lượng sấy thêm cần thiết, từ đó giảm năng lượng đang bị lãng phí.
Mặc dù điều này thường được coi là một sự giảm nhỏ, nhưng việc giảm khoảng cách so với mục tiêu sẽ dẫn đến tiết kiệm năng lượng đáng kể hơn.
Lựa chọn dựa vào cảm biến độ ẩm có thể đo với độ chính xác +/- 0,5% thay vì 1,0% dường như là một sự cải tiến nhỏ. Tuy nhiên giả sử bạn đang xem xét một quy trình đang sấy vật liệu từ 20,0% xuống mức tối đa là 14,0%. Trong trường hợp đó, bạn có thể thấy từ Hình 2 rằng sự cải thiện độ chính xác của cảm biến là 0,5% mang lại mức tiết kiệm năng lượng đáng kể hơn 7,15% nếu lượng năng lượng đầu vào tỷ lệ thuận với lượng mất độ ẩm.
Hình 2: Tiết kiệm năng lượng từ việc cải thiện độ chính xác mục tiêu 0,5%
Nên đo độ ẩm ở đâu?
Kiểm soát độ ẩm trong suốt quy trình cho phép sản xuất thức ăn chăn nuôi chất lượng cao hơn, cân bằng hơn và có giá trị hơn:
Sấy để bảo quản tại đầu ra của máy sấy – Trong giai đoạn này, điều cần thiết là phải giữ cho quy trình ở mức độ ẩm mục tiêu, vì vật liệu ẩm có thể dẫn đến các vấn đề nghiêm trọng, chẳng hạn như điểm nóng và nấm độc hoặc cho phép côn trùng phát triển mạnh.
Xay / Ủ tại đầu vào của hệ thống ủ – Quá trình này điều chỉnh độ ẩm của hạt và ngũ cốc trước khi nghiền để đảm bảo tách vỏ đúng cách. Hàm lượng nước cũng ảnh hưởng đến kích thước và hình dạng cuối cùng của bột nghiền.
Dập viên / Điều hòa trong quá trình điều hòa – Nước và nhiệt được thêm vào dòng vật liệu bằng hơi nước trong quá trình này. Đạt được độ ẩm chính xác cho phép sản xuất viên hoàn hảo và loại bỏ nguy cơ hư hại khuôn.
Sấy để đóng gói tại đầu ra của máy sấy – Cũng giống như nguyên liệu thô được hưởng lợi từ việc kiểm soát độ ẩm, thức ăn cũng cần được sấy khô đến một mục tiêu cụ thể để đảm bảo thời hạn sử dụng lâu dài mà không mất năng suất.
Đo độ ẩm trực tuyến so với ngoại tuyến
Đo trực tuyến theo thời gian thực mang lại những lợi ích đáng kể so với đo ngoại tuyến.
- Lấy mẫu ngoại tuyến định kỳ tốn thời gian và có thể xảy ra:
- Lỗi đo lường thiết bị
- Lỗi quy trình
- Lỗi lấy mẫu
Hình 3: Ví dụ về lỗi lấy mẫu
Lỗi đo đạc thiết bị. Tất cả các thiết bị phòng thí nghiệm đều đo độ ẩm bằng phương pháp gián tiếp, cho dù bằng cách đun nóng mẫu và xem sự mất trọng lượng hoặc phản ứng với tính chất vật lý, vì vậy điều này sẽ phải tuân theo các yêu cầu hiệu chuẩn và có dung sai độ chính xác riêng. Với nhiều thử nghiệm, những điều này có thể được bù trừ về mặt thống kê.
Lỗi quy trình. Lỗi dễ dàng xảy ra khi thực hiện các thử nghiệm trong phòng thí nghiệm. Với kỹ thuật cẩn thận, những lỗi này có thể được giảm thiểu.
Lỗi lấy mẫu. Đối với các quá trình tự nhiên thay đổi liên tục, phép đo dựa trên mẫu sẽ không bao giờ là đại diện hoàn chỉnh cho dòng vật liệu do lỗi lấy mẫu, như được thể hiện trong Hình 3.
Như Hình 3 cho thấy, độ ẩm trung bình theo thời gian thực của dòng vật liệu là 12%. Ba mẫu được lấy ở giây thứ 60, 120 và 180 cho kết quả trung bình là 14%, tức là sai số 2%.
Với sự cẩn thận, thiết bị phù hợp và kỹ thuật tốt, có thể tính toán khoa học để có được giá trị độ ẩm chính xác, nhưng nó sẽ chỉ bao giờ có giá trị đối với mẫu đó.
Lắp đặt và tích hợp cảm biến trực tuyến để đo độ ẩm liên tục là phương pháp tốt hơn nhiều để theo dõi dòng vật liệu.
Đặc điểm của cảm biến độ ẩm chất lượng
Hình 4: So sánh giữa hiệu chuẩn tuyến tính và phức tạp
Khi lựa chọn cảm biến, điều quan trọng là phải đảm bảo rằng nó ổn định hoàn toàn về nhiệt độ và hoàn toàn tuyến tính trong phạm vi hoạt động mà bạn muốn vận hành.
Cảm biến sử dụng kỹ thuật đo lường kỹ thuật số cơ bản có thể đảm bảo tính tuyến tính cho phép quá trình hiệu chuẩn đơn giản hơn nhiều so với cảm biến có mối quan hệ phức tạp, như được thể hiện trong Hình 4.
Cảm biến trực tuyến vẫn sẽ cần được hiệu chuẩn trong quá trình vận hành cho dòng vật liệu cụ thể đang được đo bằng cách lấy mẫu trong khi ghi lại giá trị cảm biến trung bình và thử nghiệm trong phòng thí nghiệm.
Cảm biến sử dụng kỹ thuật đo lường tuyến tính chỉ cần hai điểm chính xác để xác định hệ số đường hiệu chuẩn. Bằng cách có nhiều điểm hiệu chuẩn và sử dụng kỹ thuật hồi quy tuyến tính, như được thể hiện trong Hình 5, có thể giảm thiểu tác động của các lỗi riêng lẻ trên hệ số hiệu chuẩn.
Hình 5: Hiệu chuẩn với nhiều điểm
Sau khi thiết bị đã được cài đặt và thiết lập đúng cách, hệ thống điều khiển có thể sử dụng giá trị đo được để điều chỉnh quy trình theo thời gian thực để cho kết quả tuyệt vời chỉ bị hạn chế bởi độ chính xác của hiệu chuẩn.
Một thiết bị chất lượng tốt sẽ cung cấp phép đo ổn định, cải thiện độ tin cậy và loại bỏ nhu cầu hiệu chuẩn lại liên tục sau khi đưa vào vận hành.
Phép đo có thể lặp lại này cũng cho phép hệ thống điều khiển tự động chuyển đổi giữa các hiệu chuẩn khác nhau khi đo các vật liệu hoặc công thức khác nhau ở cùng một vị trí.
Cảm biến độ ẩm cần được lắp đặt tiếp xúc với dòng vật liệu ổn định và nhất quán. Có sẵn các mô hình cảm biến khác nhau, giúp dễ dàng lắp đặt cơ học khác nhau, cho phép lắp đặt đơn giản vào máy trộn và băng chuyền vít hoặc băng tải trên hệ thống hiện có để cải thiện mọi phần của quy trình, giảm thiểu chất thải, nâng cao chất lượng, tiết kiệm thời gian và công sức.
Cảm biến nên là một đơn vị độc lập cung cấp khả năng linh hoạt tối đa trong việc lắp đặt và truyền thông bằng cách sử dụng đầu ra vòng điều khiển tương tự và các giao thức phổ biến như RS485 và MODBUS cho phép kết nối đơn giản với các hệ thống tự động hóa quy trình tiêu chuẩn.
Lợi ích việc đo độ ẩm
Bằng cách kiểm soát độ ẩm trong quá trình cân nguyên liệu thô, có thể kiểm soát chính xác hàm lượng protein của viên cuối cùng và đảm bảo chất lượng sản phẩm cao cấp. Ngoài ra còn có lợi ích về chi phí của việc kiểm soát nước, bao gồm tăng sản lượng từ nguyên liệu thô, giảm thiểu vật liệu hư hỏng và tối ưu hóa lượng năng lượng đầu vào vào các quy trình.
Hình 6: Lợi ích của việc đo lường và kiểm soát độ ẩm
Đối với việc kiểm soát máy sấy, một lợi ích thường bị bỏ qua là tác động lâu dài của việc không sử dụng tốc độ sấy tối ưu. Bằng cách sấy với nhiệt độ quá cao so với độ ẩm trong vật liệu, bạn có thể làm tăng thiệt hại cho vỏ trấu, sau đó sẽ trở nên rõ ràng trong quá trình nghiền hoặc tách vỏ trấu.
Một nhà sản xuất sử dụng hệ thống kiểm soát độ ẩm trong sản xuất gạo parboiled đã báo cáo giảm 2,5% gạo vỡ, tương đương với việc tăng sản lượng sản phẩm chất lượng cao cấp lên 4.000 kg mỗi tuần. Chỉ tính riêng sản lượng tăng thêm này với giá thị trường hiện tại, sẽ mang lại thêm 1.668,00 USD mỗi tuần, thu hồi vốn đầu tư chỉ trong vài tháng.
Bằng cách tính toán lượng năng lượng đầu vào cần thiết để sấy khô vật liệu và lượng năng lượng bổ sung được đưa vào khi không đạt được giá trị mục tiêu cuối cùng, có thể thấy thêm tiết kiệm.
Dòng sản phẩm Hydronix XT
Sử dụng một hỗn hợp nhất quán các vật liệu có thể sử dụng và duy trì mục tiêu độ ẩm cuối cùng không đổi giúp tiết kiệm năng lượng và kéo dài thời gian giữa các lần bảo trì máy sấy. Lợi ích cũng bao gồm sản xuất thức ăn chăn nuôi đồng nhất với giá trị dinh dưỡng có thể lặp lại và đồng nhất và thời hạn sử dụng đáng tin cậy.
Dòng cảm biến Hydronix XT sử dụng Kỹ thuật đo lường sóng vi ba kỹ thuật số hàng đầu trong ngành và có thành tích được chứng minh trong các loại ứng dụng này trên toàn thế giới. Ngoài ra, các cảm biến rất dễ cài đặt và đòi hỏi rất ít bảo trì. Với sự đa dạng từ thiết bị đến các công ty tự động hóa, Datapak là nơi khách hàng có thể tin tưởng sử dụng vì đây là công ty phân phối chính hãng của Hydronix tại Việt Nam. Hãy liên hệ ngay theo các thông tin bên dưới để được hỗ trợ nhanh nhất nhé!
