Thông tin kết quả nhiệm vụ KH&CN

Nghiên cứu thiết kế cải tiến hệ thống dây chuyền sản xuất nước rửa tay 1000 lít tại Công ty Cổ phần Vilaco (02/05/2024)

Công ty cổ phần Vilaco là doanh nghiệp chuyên sản xuất, kinh doanh chất tẩy rửa và hoá mỹ phẩm. Sản phẩm của công ty đã và đang được bán trên thị trường trong nước, xuất khẩu và gia công cho một số hãng lớn trên thế giới. Tuy nhiên, trước các doanh nghiệp có vốn đầu tư nước ngoài, các công ty trong nước có tiềm lực về kinh tế, bề dày về nghiên cứu, kinh nghiệm sản xuất và hệ thống phân phối rộng khắp thì sản phẩm của công ty chưa thực sự cạnh tranh được với tiềm năng thị trường Việt Nam. Trong thực tế hoạt động Công ty Cổ phần Vilaco đã từng áp dụng một số công nghệ và giải pháp tự động hóa chuyển giao từ nhà cung cấp Trung Quốc cho nhà máy sản xuất bột giặt 50.000 tấn/năm, xong trong quá trình sử dụng Công ty Cổ phần Vilaco đã phải tự cải tiến và thay đổi khá nhiều các thiết bị tự động, do việc sửa chữa, thay đổi từ nhà cung cấp tốn khá nhiều chi phí và không chủ động được thời gian, ảnh hưởng nhiều đến kế hoạch sản xuất của Vilaco.Hơn nữa dây chuyền sản xuất nước rửa tay 500 lít công ty cổ phần Vilaco hiện đang sử dụng đã có những đánh giá kỹ về công nghệ hiện tại, việc cải tiến lại dây chuyền này lên 1000 lít công ty vẫn sử dụng lại được cơ bản các thiết bị từ dây chuyền (thùng khuấy 500 lít, 2 bình thành phẩm 2000 lít/bình, đường ống, máy lọc nước) là mô hình thử nghiệm để nhân rộng khi kết hợp mục tiêu kế hoạch phát triển 5 năm tới của Công ty.

Với mục tiêu nghiên cứu thiết kế cải tiến và lắp đặt hệ thống dây chuyền sản xuất nước rửa tay 1000 lít nhằm tự động hóa dây chuyền sản xuất, quá trình sản xuất, giảm thời gian sản xuất so với quá trình cũ và nâng cao năng lực sản xuất từ dây chuyền sản xuất nước rửa tay 500 lít công ty đang sử dụng hiện tại nhằm thực hiện lộ trình đổi mới công nghệ. Năm 2018, Công ty Cổ phần Vilaco đã được thành phố phê duyệt triển khai thực hiện đề tài Nghiên cứu thiết kế cải tiến hệ thống dây chuyền sản xuất nước rửa tay 1000 lít tại Công ty Cổ phần Vilaco, đề tài do ThS Nguyễn Thị Thanh Hương làm chủ nhiệm, hoàn thành báo cáo kết quả vào tháng 10 năm 2019.

Hệ thống dây chuyền sản xuất nước rửa tay là tập hợp các hệ thống dây chuyền thiết bị phục vụ cho quá trình chuyển hóa các nguyên liệu đầu vào trong sản xuất nước rửa tay thành sản phẩm nước rửa tay thương mại hoàn chỉnh. Một hệ thống dây chuyền sản xuất nước rửa tay có thể bao gồm các thiết bị chính: (1) Hệ thống cân là tập hợp các thiết bị phục vụ cho việc lưu chứa và cân chính xác các nguyên liệu đưa vào sản xuất theo yêu cầu của quá trình sản xuất; (2) Hệ thống khuấy trộn là tập hợp các thiết bị phục vụ cho việc hòa tan, phân tán, khuếch tán, phối trộn… các nguyên liệu với nhau để tạo ra hệ dịch đồng hóa mới theo yêu cầu của quá trình sản xuất; (3) Hệ thống thanh trùng là tập hợp các thiết bị phục vụ cho việc vệ sinh làm sạch, thanh trùng các thiết bị sản xuất theo yêu cầu của quá trình sản xuất; (4) Hệ thống đóng gói là tập hợp các thiết bị phục vụ cho việc chiết rót, đóng gói bán thành phẩm thành thành phẩm hoàn chỉnh theo yêu cầu của quá trình sản xuất; (5) Hệ thống điều khiển là tập hợp các thiết bị, chương trình lập trình phục vụ cho việc kết nối tích hợp các thiết bị của các hệ thống với nhau tới màn hình điều khiển PLC (hoặc màn hình máy tính) để điều khiển tự động toàn bộ các hoạt động của hệ thống theo yêu cầu của quá trình sản xuất.

Sơ đồ cấu trúc tổng thể hệ điều khiển.

Hệ thống dây chuyền sản xuất nước rửa tay tự động là hệ thống dây chuyền sản xuất nước rửa tay mà trong đó các hệ thống cân, khuấy trộn, vệ sinh thanh trùng, đóng gói được tích hợp kết nối điều khiển tự động hoàn toàn với nhau và khép kín từ đầu vào tới đầu ra. Hệ thống dây chuyền sản xuất nước rửa tay tự động cho ra được sản lượng lớn, năng suất cao, chất lượng sản phẩm đồng nhất ổn định.

Hệ thống dây truyền sản xuất nước rửa tay tại công ty Vilaco hiện tại là một hệ thống dây chuyền sản xuất bán tự động thuộc loại tự động trong hệ thống khuấy trộn. Công nghệ sản xuất hiện tại của công ty có những hạn chế sau: Năng suất thấp, chất lượng không đồng đều; Nguồn phát sinh nước thải cần xử lý nhiều không hợp lý; Không tạo được sản phẩm chất lượng và có sức cạnh tranh cao; Lạc hậu so với môi trường cạnh tranh hiện tại. Để thực hiện tốt công việc định hướng trên một lần nữa cho thấy dây chuyền sản xuất nước rửa tay 500 lít hiện tại của công ty không còn đáp ứng điều kiện và nhu cầu sản xuất, cần phải cải tiến và thay đổi tăng năng suất, tăng công suất cho dây chuyền.

Đề tài được thực hiện trên cơ sở phân tích, đánh giá các yếu tố công nghệ của: quy trình, thiết bị tác động trực tiếp đến năng suất, chất lượng, môi trường, giá thành của sản phẩm đầu ra trên cơ sở dây chuyền sản xuất nước rửa tay 500 lít hiện có của công ty. Việc nghiên cứu, cải tiến được tiến hành theo các bước: Thu thập các tài liệu, công nghệ, kiến thức, kinh nghiệm chuyên gia trong ngành liên quan; Phân tích sàng lọc, đánh giá, thử nghiệm, định hướng bằng mô hình phòng thí nghiệm các giải pháp được lựa chọn; Thực hiện việc chế tạo, lắp đặt đồng bộ tại hiện trường; Thực nghiệm trên sản phẩm, căn chỉnh hệ thống thiết bị và đánh giá toàn bộ kết quả đạt được từ kết quả thử nghiệm.Nghiên cứu trên dây chuyền thiết bị sản xuất nước rửa tay 500 lít hiện có của công ty lên thành hệ thống dây chuyền thiết bị 1000 lít. Thiết bị nạp nguyên liệu: thu thập và phân tích các mô hình, thông số lựa chọn phương án tự động hóa cân nạp nguyên liệu phù hợp. Thiết kế, chế tạo cân cho các nguyên liệu chính cần thiết và khối lượng sử dụng nhiều.Thiết bị khuấy trộn: phân tích các mô hình, thông số (về kích thước, độ nghiêng, tốc độ...) hoạt động của loại thiết bị khuấy mái chèo, tuabin đưa ra phương án tối ưu cho việc khuấy trộn hệ thống nước rửa tay. Thiết kế, chế tạo, cải tiến nâng công suất lên 1000 lít, thử nghiệm tối ưu hóa năng suất khuấy trộn.Thiết bị rửa vệ sinh, thanh trùng bằng hơi nước nóng: thu thập và phân tích các mô hình, thông số. Ứng dụng thiết kế, lắp đặt thiết bị tập trung vào xây dựng quy trình, đánh giá độ sạch sử dụng, tính an toàn lao động trong vận hành hệ thống.Thiết bị điều khiển: đưa ra yêu cầu điều khiển với hệ điều khiển PLC vừa có thể điều khiển bằng tay trên màn hình PLC vừa có thể điều khiển bằng lập trình trên máy tính, cùng thiết kế, lắp đặt với công ty TNHH thương mại và công nghệ Trường Sơn.Kết quả nghiên cứu đã:

- Chế tạo thành công hệ thống dây chuyền sản xuất nước rửa tay 1000 lít tự động. Công suất tối đa đáp ứng 10 tấn/ngày/10 mẻ khuấy trộn đối với sản phẩm nước rửa tay của công ty (trung bình 2 giờ 1 mẻ sản xuất). Hệ thống dây chuyền này có thể sản xuất được nhiều sản phẩm khác nhau, khi cần sản xuất một sản phẩm khác phải thử nghiệm và chỉ cần xây dựng thêm quy trình sản xuất phù hợp với dây chuyền. Các công thức của tất cả các quy trình sản xuất khác nhau đều có thể lưu và sửa chữa được trên máy tính điều khiển khi đã được nhập vào máy tính điều khiển vì thế chỉ cần nhập 1 lần và được sử dụng cho các lần chạy khác nhau không cần nhập lại (khi không có sự thay đổi).

- Các chỉ tiêu về công xuất, năng suất và chất lượng sản phẩm đều đạt và vượt mức mục tiêu đề tài đặt ra: Công suất tối đa có thể chạy mẻ 1100 kg so với dây chuyền cũ là 450 kg tăng 144%; Năng suất: tổng thời gian thực hiện sản xuất tạo ra 1kg sản phẩm: giảm 73.6% so với dây chuyền cũ, thời gian nhân lực thực hiện sản xuất tạo ra 1kg sản phẩm giảm 85% trong đó đặc biệt giảm hẳn những thao tác nặng, tiếp xúc trực tiếp đến hóa chất qua đó giảm nguy cơ phơi nhiễm hóa chất, lượng nước tiêu tốn cho quá trình vệ sinh tính trên 1kg sản phẩm giảm 78.7% so với dây chuyền cũ, năng lượng tiêu thụ để tạo ra 1kg sản phẩm giảm 64% so với dây chuyền cũ; Chất lượng sản phẩm: đạt chỉ tiêu chất lượng theo yêu cầu kỹ thuật và quy định của pháp luật, ngoài ra có thể đóng dịch được ngay sau khi khấy trộn và kiểm tra chất lượng; Chất lượng phụ: dây chuyền có thể đáp ứng nhu cầu về công nghệ cho việc chạy các sản phẩm mỹ phẩm như dầu gội, sữa tắm… hệ nhũ nóng và lạnh khác nhau.

- Đề tài đã xác định được yếu tố hợp lý trong công nghệ của thiết bị khuấy mái chèo, tuabin về cường độ và hiệu quả cho quá trình làm việc, nhất là đối với các sản phẩm có quá trình khuấy trộn nhiều pha như sản phẩm nước rửa tay (nhất là khuấy trộn giữa hai pha lỏng – nhão (dị thể)). Áp dụng thành công hệ thống, quy trình tẩy rửa CIP vào hệ thống dây chuyền trong sản xuất. Xây dựng được mô hình tự động hóa riêng cho hệ thống sản xuất các sản phẩm tẩy rửa lỏng và mỹ phẩm của công ty Vilaco.

Quá trình thực hiện đề tài, các kiến thức, kỹ năng nghề nghiệp của đội ngũ công nhân viên thực hiện đã được khuyến khích và phát huy. Nhiều sáng kiến thực hiện đã giúp rút ngắn về thời gian thực hiện đề tài. Kết quả nghiên cứu được ứng dụng nhân rộng mô hình cho các dây chuyền khác của công ty Vilaco. 

Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu của Đề tài tại Trung tâm Thông tin, Thống kê KH&CN Hải Phòng./.