Đặt vấn đề Nhu cầu sử dụng nước lọc, đóng chai. Trên thị trường nước uống giải khát hiện nay có rất nhiều loại đồ uống có ga không đạt tiêu chuẩn, gây ảnh hưởng tới sức khỏe của con người. Ở các bệnh viện, ngày càng có nhiều người mắc bệnh béo phì do sử dụng nước có chất bảo quản, nhiều người mắc bệnh ung thư do sử dụng nước có hương liệu…Khách hàng để bảo vệ sức khỏe của mình, họ đã lựa chọn sử dụng các loại nước uống tinh khiết, nước uống không có chất bảo quản được sản xuất từ các dây chuyền sản xuất nước lọc đóng chai. Như vậy có thể khẳng định là nhu cầu sử dụng nước uống tinh khiết của người dân đang rất cao.
Nhu cầu tiêu thụ nước lọc càng lớn thì càng mở ra cơ hội để cho các nhà đầu tư tập trung phát triển sản xuất kinh doanh nước lọc ở trong và ngoài nước. Sản phẩm sản xuất được bảo quản trong chai lọ thì rõ ràng phải được đóng nắp cẩn thận để nhằm bảo quản một cách tốt nhất cho các sản phẩm thì hiện nay các sản phẩm đóng chai được sản xuất ngày càng nhiều phục vụ nhu cầu ngày càng cao của thị trường, một phần do các sản phẩm đóng chai nói chung được bảo quản tốt hơn và có thể để được lâu hơn so với khi bảo quản trong hộp giấy, túi nilon,…và tất nhiên một phần nữa đó là về mặt thẩm mỹ của sản phẩm (ở đây chưa nói về nhãn mác của sản phẩm) nên các sản phẩm đóng trong chai ngày càng được sản xuất phổ biến. Dĩ nhiên song song với nó là công nghệ đóng nắp chai điều khiển bằng hệ thống PLC, khâu không thể thiếu trong dây chuyền sản xuất các sản phẩm nước đóng chai. Xuất phát từ nhu cầu đó nhóm chọn đồ án “Hệ thống điều khiển và giám sát dây chuyền chiết rót và đóng nắp chai nước lọc dùng PLC DELTA ES20” là rất cần thiết nhằm đóng góp một phần trong quá trình sản xuất các chai nước lọc để nâng cao chất lượng sản phẩm, giảm bớt người làm và đặc biệt vệ sinh an toàn thực phẩm.
Ý nghĩa thực hiện đề tài - Giải quyết một số vấn đề trong các dây chuyền của nhà máy sản xuất nước lọc: + Giảm nhân công nhân + Nâng cao năng suất - Về mặt thực tiễn đề tài đi theo những nhu cầu thực tế bên ngoài của những nhà máy và dây chuyền sản xuất đang được nâng cấp và mở rộng. Đặc biệt ưu điểm của đề tài là có thể áp dụng vào các nhà máy xí nghiệp có quy mô vừa và lớn để nâng cao hiệu quả sản xuất trong công cuộc công nghiệp hóa hiện đại hóa của đất nước. - Đáp ứng được nhu cầu về nước lọc cho các thị trường và mọi người. Lý do chọn đề tài - Tìm hiểu về hệ thống dây chuyền chiết rót và đóng nắp chai nước lọc.
- Tìm hiểu về bộ điều khiển lập trình PLC DELTA-ES2 của hãng Siemens và phần mềm WPLSoft. - Thiết kế và thi công được mô hình hệ thống điều khiển, giám sát dây chuyền chiết rót và đóng nắp chai nước lọc sử dụng PLC DELTA-ES2 và DOPSoft. Phương pháp nghiên cứu -Tìm hiểu và nghiên cứu bằng những kiến thức đã học được trong nhà trường, dưới sự hướng dẫn của giáo viên và tìm tòi các mô hình băng chuyền, đĩa xoay có trên mạng và đã được các sinh viên thực hiện mô hình, từ đó tạo nên một mô hình chiết rót và đóng nắp chai nước lọc bằng các kĩ năng thực hành được học trong nhà trường để tạo nên một sản phẩm hoàn chỉnh. -Sử dụng phần WPLSoft để viết chương trình 3 1.
Phạm vi nghên cứu Tìm hiểu một số tài liệu mô hình thực nghiệm liên quan về các khâu như: chiết rót, đóng nắp … sau đó thiết kế hệ thống điều khiển và giám sát dây chuyền chiết rót, đóng nắp cho chai nước lọc. Chai nước sử dụng: Loại chai có dung tích từ 250ml – 500ml 1. Kết cấu đề tài - Chương 1: Giới thiệu - Chương 2: Tổng quan về hệ thống dây chuyền chiết rót và đóng nắp chai nước lọc - Chương 3: Tìm hiểu các thiết bị trong mô hình - Chương 4: Giới thiệu về PLC DELTA-ES2 và phần mềm WPLSoft - Chương 5: Tính toán thiết kế mạch động lực hệ thống - Chương 6: Thiết kế và thi công mô hình - Chương 7: Viết chương trình điểu khiển - Chương 8: Kết luận và hướng phát triển đề tài 4 CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG DÂY CHUYỀN CHIẾT RÓT VÀ ĐÓNG NẮP CHAI NƯỚC LỌC 2. Tổng quan về dây chuyền chiết rót và đóng nắp chai nước lọc 2.
Tổng quan nước lọc + Thực trạng Việt Nam được đánh giá là quốc gia có tài nguyên nước dồi dào. Tuy nhiên, nguồn tài nguyên này đang trong tình trạng càng ngày càng ô nhiễm. Nước là yếu tố có tới 80% bệnh của con người liên quan tới nó. 1 Nguồn nước bị ô nhiễm (Nguồn: Internet) + Nguyên nhân Tình trạng ô nhiễm nước ở các thành phố có dân số đông, nước thải sinh hoạt không có hệ thống xử lý tập trung cho các cụm dân cư mà trực tiếp xả ra nguồn tiếp nhận (sông, ao, hồ).
Mặt khác, ô nhiễm nguồn nước do công nghiệp vẫn chưa được khắc phục, vẫn nhiều nước thải công nghiệp từ các nhà máy vẫn chưa được xử lý, 5 nhiều bệnh viện và cơ sở y tế lớn chưa có hệ thống xử lý nước thải, một lượng lớn rác thải rắn trong thành phố không được thu gom triệt để. Trong sản xuất nông nghiệp do lạm dụng các loại thuốc bảo vệ thực vật, các nguồn nước ở kênh, mương bị ô nhiễm, ảnh hưởng lớn đến môi trường nước và sức khỏe người dân. Và tình trạng ô nhiễm nước ở nông thôn và khu vực sản xuất nông nghiệp. Hiện nay, Việt Nam có khoảng 76% dân số đang sinh sống ở nông thôn cơ sở hạ tầng còn kém, phần lớn các chất thải của con người và gia súc không được xử lý thẩm xuống đất làm cho tình trạng ô nhiễm nguồn nước và mặt hữu cơ và vi sinh vật ngày càng cao.
+ Giải pháp Người dân đang dần nhận thức được hậu quả nghiêm trọng về việc sử dụng nguồn nước không an toàn. Theo thống kê của Bộ Y Tế việc sử dụng nước lọc đã giảm thiểu tình trạng mắc bệnh ở người. Vậy nước lọc là gì: Hình 2. 2 Nước lọc (Nguồn: Internet) Nước lọc là nước đã qua xử lý (Lọc bỏ các tạp chất hoặc vi khuẩn từ nước ngọt) dùng để uống hoặc sử dụng cho các mục đích khác như sinh hoạt, sản xuất.
Nước lọc được tạo ra có thể bằng các phương pháp truyền thống như chưng cất hoặc lọc thủ công (dùng lưới, bằng than cát, để loại bỏ các tạp chất hoặc cặn bã) và cũng có thể được tạo ra bằng phương pháp công nghiệp thông qua hoạt động của các nhà máy lọc nước, khi đó nguồn nước sẽ được xử lý bằng các công nghệ hóa chất, vật lý, 6 vi sinh vật tạo ra sản phẩm chất lượng cao đủ để có thể tiêu thụ hoặc sử dụng và ít có nguy cơ gây tổn hại lâu dài hoặc ngay lập tức. Nước lọc được coi là chất lượng, tiêu chuẩn dùng để uống các sản phẩm nước uống đóng chai hay nước tinh khiết (thường dùng để uống hoặc tiêu thụ trong khi chế biến thực phẩm…) hoặc một dạng nước lọc được sử dụng rộng rãi là nước đóng chai. Lợi ích: Vì nước đã qua hệ thống lọc nên các vi khuẩn đã được tiêu diệt, vì vậy chúng ta có thể an tâm sử dụng trực tiếp. Để biết rõ nhất công dụng hãy thử uống nước lọc thường xuyên và đều đặn trong vòng 30 ngày nhé.
Nước lọc có rất nhiều lợi thế không chỉ chất lượng nước mà còn bảo vệ môi trường, và một số trong đó bao gồm: - Nước lọc bảo vệ cơ thể khỏi các bệnh và giúp cải thiện sức khỏe tổng thể. - Bộ lọc nước là giai đoạn cuối cùng giúp loại bỏ hàng ngàn độc tố không bị loại bỏ bởi dòng nước thành phố. - Nước lọc giúp cải thiện hệ thống miễn dịch của trẻ em. - Các khoáng chất tốt như kẽm, canxi và magie được giữ lại trong hệ thống lọc nước.
- Lọc nước cải thiện hương vị tổng thể và mùi của nước vì nó loại bỏ tạp chất. Quy trình sản xuất nước lọc Hiểu rõ quy trình sản xuất nước uống đóng chai của các nhà máy, công ty nước uống sẽ giúp chúng ta đánh giá được chất lượng của sản phẩm mà mình đang sử dụng. Bởi từ quy trình này đã thể hiện rất rõ ràng các mặt tiêu chí liên quan về mặt chất lượng, thì quy trình sản xuất nước uống đóng chai phải tuân thủ theo những yêu cầu như thế nào? Quy trình dây chuyền sản xuất nước uống đóng chai chia làm hai giai đoạn chính các bước như sau: + Giai đoạn 1: Hệ thống lọc, xử lý nước đầu nguồn bằng công nghệ lọc nước RO (sản xuất nước uống tinh khiết) 7 + Giai đoạn 2: Hệ thống chiết rót đóng chai: vệ sinh vỏ chai, chiết rót nước vào chai và đóng nắp, dán nhãn. 3 Dây chuyền sản xuất nước đóng chai (Nguồn: Internet) 2.
Giai đoạn 1: Xử lý nguồn nước đầu vào - Hệ thống dây chuyền sản xuất nước lọc đóng chai bằng công nghệ RO − Hệ thống xử lý nguồn nước đầu vào - Hệ thống lọc thô + Cột lọc thô Là cột lọc đầu tiên trong hệ thống lọc thô. Bên trong cột chứa các vật liệu lọc, bao gồm các hạt mangan và Anthracit, cát thạch anh, sỏi thạch anh. Đây là những vật liệu lọc có tác dụng loại bỏ toàn bộ các thành phần kim loại nặng như Cu, Zn, Fe+, Mn+, giảm độ bền vững của liên kết trong nước. + Cột lọc carbon Là cột composite (cột Inox) thứ 2 trong hệ thống.
Cột lọc carbon chứa than hoạt tính. Do đó có tính hấp phụ cao, than giúp loại bỏ các hạt, tạp chất bẩn trong nước khi đi qua lõi lọc nhờ các lỗ nhỏ li ti trong cấu trúc than. Bên cạnh đó bề mặt phần tử than sẽ thu hút các chất hóa học, tạp chất hòa tan trong nước và giữ chúng nằm lại bên trong lõi lọc. Với đặc tính “không hút nước" nhưng “hấp thụ dầu mỡ", than hoạt tính có tác dụng mạnh với rất nhiều loại hóa chất chứa Benzen, Clo hay các hóa chất công nghiệp hòa tan trong nước.
+ Cột lọc trao đổi lon 8 Là cột Composite (cột Inox) thứ 3 trong hệ thống lọc thô. Bên trong cột chứa hạt Catrion, có các tác dụng trao đổi ion với các tác nhân gây cứng nước như là Canxi hay là Magie. sẽ giúp làm cho mềm nước.