Các nhà khoa học Trường CĐ Công Thương TP HCM đã chế tạo thành công hệ thống cân động phân loại trái cây giúp nâng cao năng suất lao động, đem lại hiệu quả kinh tế cao.
Hệ thống ưu việt
Dưa hấu dài và bưởi da xanh là hai trong số 12 loại trái cây chủ lực được Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn quy hoạch trồng tập trung ở Nam Bộ. Với chất lượng và hương vị thơm ngon, hai loại cây ăn trái này không chỉ được tiêu thụ mạnh trong nước mà còn có khả năng cạnh tranh trên thị trường xuất khẩu.
Để phân loại trái cây khi lưu thông trên thị trường, đặc biệt là khi xuất khẩu thì công đoạn cân và in dán nhãn tem lên trái cây đóng một vai trò quan trọng, giúp trái cây đảm bảo các yêu cầu quy định của đơn vị nhập khẩu.
Mặc dù vậy, hiện nay, công đoạn cân và in dán nhãn tem chủ yếu được thực hiện một cách thủ công nên năng suất và hiệu quả chưa cao. Do đó, TS. Đào Văn Phượng cùng các cộng sự của Trường CĐ Công Thương TP HCM đã thực hiện đề tài “Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo hệ thống dây chuyền cân động điện tử, phân loại trái cây”.
Băng tải gắn trên Loadcell hoàn chỉnh (Ảnh: Nhóm nghiên cứu)
TS. Phượng – Chủ nhiệm đề tài cho hay, ngay từ khi bắt đầu triển khai đề tài, nhóm đã xác định mục tiêu là chế tạo ra được một hệ thống thiết bị cân động điện tử dùng đề cân xác định trọng lượng trên dây chuyền hoạt động liên tục. Hệ thống này có khả năng phân loại, dán nhãn phân loại trái cây bưởi da xanh và dưa hấu dài. Mô đun cấp liệu của hệ thống có khả năng tháo rời. Đặc biệt, hệ thống cân động điện tử này có khả năng hoạt động tại mọi vị trí địa hình bằng phẳng và điều kiện thời tiết phù hợp.
Sau 18 tháng nghiên cứu, nhóm thực hiện đã hoàn thiện hệ thống thiết bị cân động điện tử phân loại bưởi da xanh và dưa hấu dài. Theo đó, hệ thống cân động do nhóm chế tạo bao gồm 5 cụm chi tiết chính gồm cụm thùng cấp liệu, cụm băng tải cân, mụm máy in và dán nhãn, cụm băng tải phân loại, cụm các thùng chưa sản phẩm. Hệ thống điều khiển cũng được nhóm xây dựng và hoàn thiện. Hệ thống có khả năng cân trong phạm vi từ 0.3 – 10kg, năng suất 20 sản phẩm/phút, sai số khối lượng cân 1%.
Hệ thống phân loại trái cây (Ảnh: Nhóm nghiên cứu)
Đáng chú ý, theo TS. Phượng, các bước vận hành hệ thống cân động do nhóm chế tạo rất đơn giản. Sau khi cài đặt phần mềm điều khiển toàn hệ thống, phần mềm giao tiếp máy tính, các thông số hoạt động của thiết bị và kiểm tra an toàn hệ thống, người vận hành đã có thể bắt đầu khởi động hệ thống cân động. Theo đó, trái cây được cấp vào thùng cấp liệu sẽ được di chuyển từng trái một vào vị trí tấm hứng, chờ cụm xilanh đẩy bên dưới cấp vào băng tải cân tự động. Tại đây, trái cây được cân khối lượng bằng Loadcell bố trí bên dưới băng tải. Khi đã nhận được thông tin khối lượng của trái, thông tin sẽ được hiển thị lên màn hình.
Tiếp đến, trái cây được di chuyển đến tấm hứng chờ dán nhãn. Sau khi trái phía trước hoàn thành việc dán nhãn, trái cây sẽ được chuyển vào máy in và dán nhãn rồi được đẩy sang băng tải phân loại nhờ cặp xi lanh nhỏ bố trí bên dưới máy in. Khi trái cây đang được di chuyển trên băng tải, tùy thuộc vào khối lượng của trái được phân vào thùng nào thì xi lanh vùng đó sẽ được kích hoạt và đẩy trái vào đúng vị trí thùng có sản phẩn cùng loại.
“Tất cả quy trình hoạt động, cài đặt thông số khối lượng ban đầu và điều khiển hệ thống được thực hiện tại cụm điều khiển nhờ hệ thống tủ điện điều khiển và máy tính cá nhân để cài đặt máy tự động” – TS. Phượng giải thích.
Hướng tới nông nghiệp thông minh
Đại diện nhóm nghiên cứu cho biết, nhóm đã phối hợp với Công ty TNHH Tư vấn thiết kế cảnh quan VANDA để lắp đặt và vận hành thử nghiệm hệ thống cân động do nhóm chế tạo.
Theo TS. Đào Văn Phượng, kết quả chạy thử nghiệm cho thấy, hệ thống cân động do nhóm chế tạo không những có cấu tạo và cách thức vận hành đơn giản mà còn có năng suất cao hơn nhiều so với năng suất bình quân của 1 thợ thủ công thực hiện công việc phân loại trên cân tĩnh. TS. Phượng phân tích, 1 thợ thủ công thực hiện cân, in- dán nhãn, phân loại tối đa được 1.440 sản phẩm dưa hấu/ca làm việc. Với lương lao động thủ công bình quân 5 triệu đồng /tháng, tiền công trên mỗi sản phẩm phân loại là 159,7 đồng/sản phẩm.
Trong khi đó, hệ thống cân động do nhóm chế tạo đạt năng suất tới 9.600 sản phẩm/ca làm việc. Sau khi trừ chi phí vận hành, chi phí điện năng và khấu hao thì tiền chi phí trên mỗi sản phẩm phân loại trên cân động tự động chỉ là 38,4 đồng/sản phẩm, tức là giảm hơn 4,45 lần so với cách làm thủ công như hiện tại.
Hệ thống cân động phân loại trái cây hoàn chỉnh (Ảnh: Nhóm nghiên cứu)
“Do máy được thiết kế, chế tạo hoàn toàn tự động, các cơ cấu điều khiển nối tiếp nhau nên thời gian chờ cân, chờ in, chờ dán nhãn, phân loại đều được rút ngắn lại. Cùng với đó, trái cây được chạy liên tục trên băng tải của hệ thống nên năng suất rất cao” – TS. Phượng nhấn mạnh.
Theo đánh giá, đề tài “Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo hệ thống dây chuyền cân động điện tử, phân loại trái cây” do Trường CĐ Công Thương TP HCM chủ trì thực hiện không những có ý nghĩa về mặt khoa học mà còn có khả năng áp dụng trong thực tiễn cao. Hệ thống cân động trái cây tự động hóa các khâu trong quy trình phân loại sản phẩm, đem lại hiệu quả kinh tế cho doanh nghiệp khi giúp doanh nghiệp giảm được nhân công lao động, giảm chi phí, tăng năng suất và chất lượng sản phẩm. Kết quả nghiên cứu của đề tài cũng sẽ góp phần giúp các doanh nghiệp làm chủ công nghệ chế tạo và ứng dụng cân động điện tử phục vụ trong các dây chuyền tự động hóa, hướng tới nền sản xuất nông nghiệp thông minh.
| Ngoài thị trường trong nước, các sản phẩm trái cây của Việt Nam còn được xuất khẩu sang một số nước trong khu vực như Trung Quốc, Malaysia, Indonesia và hiện đang hướng tới những thị trường khó tính trên thế giới như Mỹ, Nhật, châu Âu,... |
Hà Nguyễn
