Ứng dụng Thiết bị nâng chân không trong khâu trộn nguyên liệu sản xuất mì ăn liền

Ngành công nghiệp sản xuất mì ăn liền tại Việt Nam đang vận hành với những dây chuyền công suất khổng lồ, đạt sản lượng lên tới hàng triệu gói mỗi ngày. Tuy nhiên, quá trình vận hành tại nhiều nhà máy lại đang bộc lộ một nghịch lý: trong khi các khâu hạ nguồn như chiên, hấp hay đóng gói đã được tự động hóa gần như hoàn toàn, thì khâu nạp liệu bột mì và phụ gia vào máy trộn vẫn phụ thuộc rất nhiều vào lao động thủ công.

Việc công nhân phải liên tục khuân vác thủ công hàng tấn bột mì mỗi ca làm việc không chỉ tạo ra một nút thắt cổ chai kìm hãm năng suất, mà còn tiềm ẩn những rủi ro cực kỳ nghiêm trọng về an toàn lao động và vệ sinh thực phẩm. Để phá vỡ rào cản này, việc ứng dụng thiết bị nâng chân không đang trở thành giải pháp công nghệ chiến lược, giúp tối ưu hóa hoàn toàn quy trình nạp liệu cho máy trộn trong các dây chuyền hiện đại

3 Thách thức lớn tại khâu nạp liệu thủ công

Trước khi tìm kiếm giải pháp nâng cấp, các nhà quản lý nhà máy cần nhìn nhận trực diện vào 3 điểm nghẽn lớn nhất mà phương pháp đổ bao thủ công đang gây ra cho dây chuyền sản xuất mì ăn liền:

Gánh nặng Công thái học và Rối loạn Cơ xương khớp (WMSDs)

Trong ngành sản xuất thực phẩm, các khâu xử lý nguyên liệu thô như bột mì luôn ghi nhận tỷ lệ mắc rối loạn cơ xương khớp (WMSDs) ở mức cao nhất.

Các nghiên cứu sử dụng thang đo REBA và tiêu chuẩn NIOSH đều chỉ ra rằng thao tác nhấc một bao bột nặng từ 25–50 kg từ pallet thấp lên miệng phễu cao là một hành động tiềm ẩn rủi ro chấn thương cực kỳ nghiêm trọng.

Về mặt cơ sinh học, tư thế cúi gập người kết hợp với vặn xoắn cột sống và vươn tay quá đầu sẽ tạo ra lực nén cực đại lên các đĩa đệm thắt lưng (đặc biệt là L4-L5), dễ dẫn đến tình trạng thoát vị đĩa đệm.

Đặc biệt, trong những dây chuyền công suất lớn, người công nhân có thể phải lặp lại thao tác này hàng trăm lần trong một ca làm việc. Sự mệt mỏi tích lũy (cumulative fatigue) này không chỉ làm giảm hiệu suất mà còn làm suy giảm khả năng kiểm soát cơ bắp, khiến tai nạn lao động dễ xảy ra đột ngột.

Rủi ro Ô nhiễm Thực phẩm và Môi trường (HACCP & Hygiene)

Trong các hệ thống quản lý chất lượng như HACCP hay ISO 22000, khu vực nạp liệu hở được xem là một điểm kiểm soát tới hạn (CCP) mang nhiều nguy cơ ô nhiễm.

Thứ nhất, về ô nhiễm vật lý, thao tác dùng dao rạch và dốc ngược bao khiến các mảnh vụn từ giấy kraft, sợi PP hay chỉ may dễ dàng rơi thẳng vào buồng trộn cùng với lượng đất cát bám ngoài vỏ bao.

Thứ hai, về ô nhiễm vi sinh, việc đổ bột thủ công tạo ra các đám mây bụi lơ lửng, sau đó lắng đọng trên hệ thống thiết bị và xà đỡ trên cao. Nếu độ ẩm trong xưởng tăng, lớp bụi này ngay lập tức trở thành môi trường hoàn hảo cho nấm mốc và vi khuẩn sinh sôi.

Cuối cùng, việc công nhân tiếp xúc trực tiếp bằng tay với vỏ bao bẩn rồi chạm vào các thiết bị khác cũng tạo ra chuỗi rủi ro ô nhiễm chéo không đáng có.

Nguy cơ Cháy nổ do Bụi Thực phẩm

Đây là một mối nguy hiểm chết người nhưng lại thường bị xem nhẹ tại nhiều cơ sở sản xuất. Bản thân bột mì là một dạng bụi hữu cơ cực kỳ dễ cháy (combustible dust).

Khi thao tác đổ bao thủ công không được kiểm soát, nồng độ bụi lơ lửng trong không khí có thể nhanh chóng đạt đến ngưỡng giới hạn nổ.

Lúc này, chỉ cần tiếp xúc với một nguồn nhiệt nhỏ như tia lửa điện từ động cơ, ma sát cơ khí hay sự phóng tĩnh điện, toàn bộ đám mây bụi bột mì có thể bốc cháy và gây ra thảm họa nổ dây chuyền.

Chính vì tính chất nghiêm trọng này, khu vực nạp liệu của máy trộn thường bị liệt vào danh sách phân vùng rủi ro cháy nổ Zone 21 hoặc Zone 22 theo tiêu chuẩn ATEX (Châu Âu).

Giải pháp kỹ thuật: Công nghệ nâng hạ bằng chân không

Để giải quyết triệt để các thách thức trên, công nghệ nâng hạ bằng chân không (Vacuum Tube Lifting Technology) đã được Vietmani phát triển và tối ưu hóa chuyên biệt cho ngành thực phẩm. Hệ thống này mang lại trải nghiệm nâng hạ ưu việt, đưa các bao nguyên liệu nặng nề về trạng thái gần như "không trọng lượng" (Zero Gravity) thông qua các cơ chế cơ học lưu chất đột phá.

Nguyên lý Lưu chất và Máy bơm chân không

Hoạt động của các thiết bị nâng chân không thực chất là một ứng dụng điển hình của nguyên lý chênh lệch áp suất trong vật lý lưu chất. Tuy nhiên, khi triển khai thực tế trên các loại bao bột (như bao giấy hoặc bao dệt), bài toán kỹ thuật trở nên phức tạp hơn do đặc tính thấm khí (porosity) của vật liệu bao bì.

Trong quá trình nâng hạ, không khí không ngừng xuyên qua các lỗ li ti trên lớp vỏ bao để xâm nhập vào hệ thống, gây ra hiện tượng sụt giảm độ chân không và làm yếu lực giữ. Để khắc phục triệt để vấn đề này, giải pháp tiêu chuẩn thường được áp dụng là sử dụng các dòng máy có lưu lượng hút lớn, tiêu biểu như quạt thổi khí kênh bên (Side Channel Blower) hoặc bơm chân không kiểu thùy (Rotary Lobe Blower).

Thay vì chỉ tập trung vào độ chân không tĩnh, việc duy trì một lưu lượng khí dồi dào đóng vai trò sống còn. Lưu lượng lớn sẽ bù đắp tức thì cho lượng khí bị rò rỉ qua vỏ bao, từ đó đảm bảo lực giữ luôn ở mức ổn định và an toàn. Nhờ cơ chế bù trừ này, hệ thống có thể bám dính chắc chắn ngay cả khi bề mặt bao bị nhăn nheo, gồ ghề hoặc không bằng phẳng, giúp quy trình vận chuyển diễn ra liên tục và tin cậy.

Trải nghiệm "Zero Gravity" với Hệ thống ống nâng và tay cầm

Trong sản xuất hiện đại, trải nghiệm "Zero Gravity" (không trọng lực) không còn là khái niệm xa xỉ, mà đã trở thành hiện thực nhờ vào sự tinh xảo của hệ thống ống nâng chân không. Trái tim của công nghệ này chính là chiếc ống nâng – một dạng ống ruột gà linh hoạt với đường kính lớn, đóng vai trò vừa là bộ phận truyền động, vừa là cơ cấu nâng hạ chính.

Nguyên lý hoạt động của hệ thống này là một sự ứng dụng thông minh của vật lý áp suất: khi áp suất bên trong ống bị rút xuống, sự chênh lệch giữa áp suất nội tại và áp suất khí quyển bên ngoài sẽ ép ống co lại theo chiều dọc. Với lực nâng tỉ lệ thuận với mức độ chân không, cơ chế này cho phép người dùng nhấc bổng các vật nặng một cách nhịp nhàng với tốc độ cao mà gần như không cảm nhận thấy bất kỳ độ trễ nào.

Việc kiểm soát toàn bộ sức mạnh này nằm gọn trong lòng bàn tay của người vận hành thông qua các van khí tích hợp trên tay cầm. Khi người dùng bóp cò hoặc đóng van, độ chân không tăng cao khiến ống co lại, kéo vật nặng lên trên. Ngược lại, khi mở van để không khí tràn vào, độ chân không giảm đi, ống sẽ giãn ra để hạ vật xuống một cách êm ái.

Sự linh hoạt này được thể hiện rõ nét nhất qua các dòng tay cầm chuyên dụng của Vietmani. Với thiết kế dạng cò bóp hoặc cần gạt công thái học, các thiết bị này không chỉ giúp thao tác nâng hạ trở nên nhanh chóng mà còn cho phép người dùng dễ dàng điều chỉnh vị trí tay, thậm chí là dốc ngược bao bì để thực hiện các thao tác đổ liệu một cách chính xác và tốn ít công sức nhất.

Giác hút chuyên dụng chuẩn thực phẩm

Nếu ống nâng là cơ bắp thì giác hút chính là điểm chạm tinh tế nhất của toàn bộ hệ thống. Để giải quyết triệt để bài toán bề mặt bao bì gồ ghề, các giác hút này được trang bị một vành đệm cao su mềm (rubber skirt) bao quanh. Chi tiết này có khả năng biến dạng linh hoạt theo từng nếp nhăn của vỏ bao, tạo ra một độ kín khí tối ưu, ngăn chặn mọi sự thất thoát áp suất ngay tại điểm tiếp xúc.

Yếu tố an toàn vệ sinh thực phẩm luôn là ưu tiên hàng đầu, vì vậy, vật liệu chế tạo giác hút bắt buộc phải là cao su silicone hoặc cao su tự nhiên đạt chuẩn Food Grade. Điểm thú vị nằm ở màu sắc của chúng: Vietmani thường ưu tiên tông màu trắng hoặc xanh dương. Đây không đơn thuần là lựa chọn thẩm mỹ, mà là một chiến thuật trong việc kiểm soát chất lượng (foreign body detection), giúp người vận hành dễ dàng phát hiện bằng mắt thường hoặc cảm biến nếu chẳng may có mảnh vụn vật liệu rơi vào trong sản phẩm.

Phía bên trong họng hút, một chi tiết kỹ thuật nhỏ nhưng đóng vai trò quan trọng là lớp lưới kim loại. Lớp lưới này đóng vai trò như một bộ khung chịu lực, ngăn chặn tình trạng vỏ bao mềm bị hút tụt vào sâu trong ống nâng do lực hút quá mạnh, đồng thời vẫn đảm bảo dòng khí được lưu thông xuyên suốt để duy trì hiệu suất vận hành ổn định.

Nâng cấp toàn diện: Tích hợp hệ thống Trạm Đổ Bao

Việc chỉ sử dụng thiết bị nâng chân không là chưa đủ để giải quyết triệt để bài toán nạp liệu tại nhà máy. Để đạt hiệu quả tối ưu và tuân thủ các tiêu chuẩn an toàn khắt khe như HACCP, thiết bị nâng hạ cần được tích hợp vào một hệ thống tổng thể được gọi là trạm đổ bao (Bag Dump Station).Thay vì nâng bao và đổ trực tiếp vào miệng máy trộn hở gây phát tán bụi bẩn, quy trình chuẩn mực được thiết kế với các cấu phần sau:

Cấu trúc Trạm Đổ bao khép kín

• Vùng tiếp nhận (Landing Zone): Thiết bị nâng chân không đưa bao nguyên liệu từ pallet và đặt lên bàn đỡ chịu lực của trạm đổ bao. Thiết kế này giúp công nhân không phải gánh chịu trọng lượng của bao trong quá trình thao tác rạch vỏ.
• Lồng hút bụi (Dust Hood): Toàn bộ khu vực thao tác rạch và đổ bao được bao bọc bởi một lồng kín hoặc bán kín. Cửa lồng thường được trang bị rèm nhựa hoặc sử dụng cửa lật (gas struts) để hạn chế tối đa không gian hở ra môi trường bên ngoài.
• Lưới sàng an toàn (Safety Grate): Bột nguyên liệu sau khi rạch sẽ được đổ qua một hệ thống lưới sàng thô. Lưới này đóng vai trò kép: vừa ngăn chặn các mảnh vụn bao bì, dao cắt hay dị vật lớn rơi xuống phễu nạp, vừa giúp phá vỡ sơ bộ các cục bột bị vón.
• Hệ thống thu hồi bụi cục bộ: Đây là trái tim của trạm đổ bao. Quạt hút công suất lớn sẽ tạo ra áp suất âm bên trong lồng, trực tiếp hút luồng bụi mịn bay lên trong lúc đổ bột. Lượng bụi này được giữ lại tại các bộ lọc xếp nếp (cartridge). Đặc biệt, cơ chế làm sạch ngược (Reverse Pulse Cleaning) sử dụng hệ thống khí nén sẽ định kỳ thổi ngược vào bộ lọc để rũ bụi rơi trở lại phễu nạp, đảm bảo thu hồi triệt để nguyên liệu và chống tắc nghẽn bộ lọc

Tối ưu hóa Quy trình Vận hành (SOP) và Kết nối Máy trộn

Sự kết hợp giữa thiết bị nâng và trạm đổ bao tạo ra một quy trình làm việc liền mạch: thiết bị nâng tiếp cận và tự động giữ chặt bao từ pallet, sau đó di chuyển nhẹ nhàng đến trạm đổ và định vị trên thanh đỡ. Người vận hành chỉ cần dùng một tay điều khiển tay nâng

Vỏ bao rỗng ngay sau đó được đưa vào máy ép bao (Bag Compactor), thường được gắn liền bên cạnh trạm đổ, giúp ngăn chặn hoàn toàn việc bụi từ vỏ bao rỗng phát tán ra sàn nhà máy.

Từ phễu của trạm đổ bao, nguyên liệu sẽ được đưa vào máy trộn thông qua phương pháp xả trọng lực (nếu trạm được đặt trên tầng lửng) hoặc thông qua hệ thống vận chuyển chân không (nếu trạm được đặt dưới mặt sàn) để hút bột lên máy trộn, đảm bảo độ kín tuyệt đối cho dây chuyền

Tiêu chuẩn An toàn & Bài toán Hoàn vốn (ROI)

Khi xem xét đầu tư vào hệ thống nâng hạ chân không, hai yếu tố then chốt thường được các nhà quản lý quan tâm hàng đầu là sự an toàn tuyệt đối cho con người và tính hiệu quả về mặt tài chính.

Tiêu chuẩn An toàn và Khả năng vận hành trong môi trường thực phẩm

Thiết bị nâng chân không chỉ là một công cụ hỗ trợ năng suất mà còn là một phần của hệ thống quản lý an toàn nhà máy nghiêm ngặt.

• Cơ chế chống rơi tự động (Anti-drop safety): Đây là tính năng an toàn quan trọng nhất. Hệ thống được trang bị van một chiều (Safety check valve) tích hợp bên trong họng hút. Trong trường hợp mất điện đột ngột hoặc bơm chân không gặp sự cố, van này sẽ ngay lập tức đóng lại, giữ chặt áp suất bên trong ống nâng, giúp vật nâng không bị rơi tự do mà từ từ hạ xuống sàn một cách có kiểm soát.
• Thiết kế Wash-down (Vệ sinh công nghiệp): Để đáp ứng các yêu cầu khắt khe của ngành thực phẩm, toàn bộ khung vỏ, ống nâng và giác hút thường được chế tạo bằng vật liệu dễ vệ sinh, đạt chuẩn bảo vệ IP65 hoặc IP69K.
• Triệt tiêu tĩnh điện và chuẩn phòng nổ ATEX: Tại khu vực có nồng độ bụi bột mì cao (khu vực có nguy cơ cháy nổ bụi), thiết bị phải tuân thủ nghiêm ngặt tiêu chuẩn ATEX cho phân vùng Zone 21 hoặc 22. Các bộ phận chuyển động và hệ thống điện đều được thiết kế nối đất để triệt tiêu tĩnh điện, ngăn chặn hoàn toàn nguy cơ tia lửa điện gây cháy nổ đám mây bụi.

=> Xem thêm: Tiêu chuẩn thiết bị nâng hạ tại Việt Nam

Phân tích bài toán hoàn vốn (Return on Investment - ROI)

Đầu tư vào thiết bị nâng chân không không đơn thuần là chi phí, mà là một khoản đầu tư mang lại lợi ích kinh tế thực tế theo thời gian:

• Tối ưu hóa chi phí nhân sự: Thông thường, khâu nạp liệu thủ công cần ít nhất 2 nhân sự để hỗ trợ nhau khuân vác và đổ bao tại mỗi máy trộn. Với sự trợ giúp của thiết bị nâng chân không, chỉ cần 1 nhân sự duy nhất thao tác nhẹ nhàng, giúp cắt giảm 50% chi phí lao động trực tiếp tại khâu này.
• Duy trì năng suất ổn định (Constant Cycle Time): Thể lực con người luôn có xu hướng suy giảm vào cuối ca làm việc, dẫn đến việc cấp liệu bị chậm trễ. Thiết bị nâng chân không giúp duy trì nhịp độ ổn định suốt 24/7 (ví dụ: ổn định ở mức 60 bao/giờ), loại bỏ hoàn toàn sự phụ thuộc vào tình trạng thể lực của công nhân.
• Giảm thiểu chi phí xử lý sự cố lao động: Việc loại bỏ hoàn toàn các bệnh lý nghề nghiệp liên quan đến cột sống và cơ xương khớp (WMSDs) giúp doanh nghiệp giảm thiểu các chi phí y tế, bảo hiểm và chi phí tuyển dụng, đào tạo nhân sự thay thế.
• Thời gian hoàn vốn cực ngắn: Qua khảo sát thực tế tại các nhà máy thực phẩm quy mô trung bình và lớn, thời gian hoàn vốn (Payback period) cho một hệ thống thiết bị nâng chân không chuyên dụng thường dao động chỉ từ 12 đến 14 tháng. Đây là con số cực kỳ ấn tượng, chứng minh hiệu quả đầu tư vượt trội của công nghệ này.

Kết luận

Việc ứng dụng thiết bị nâng chân không tại khâu trộn nguyên liệu không chỉ đơn thuần là thay thế sức người bằng máy móc, mà còn là một bước đi chiến lược trong lộ trình hiện đại hóa nhà máy sản xuất mì ăn liền. Bằng cách loại bỏ các rủi ro về công thái học, đảm bảo tiêu chuẩn vệ sinh thực phẩm khắt khe và kiểm soát nguy cơ cháy nổ bụi, công nghệ này giúp doanh nghiệp của bạn xây dựng một môi trường làm việc nhân văn, chuyên nghiệp và an toàn tuyệt đối.

Khi "nút thắt cổ chai" tại khâu nạp liệu được tháo gỡ, toàn bộ dây chuyền phía sau sẽ vận hành với hiệu suất ổn định và tối ưu nhất. Đây chính là nền tảng vững chắc để các doanh nghiệp tự tin đáp ứng các đơn hàng quy mô lớn và vượt qua những rào cản kỹ thuật khắt khe nhất của các thị trường xuất khẩu quốc tế.

Doanh nghiệp của bạn đang tìm kiếm giải pháp để tối ưu hóa năng suất và bảo vệ sức khỏe cho đội ngũ nhân sự tại khâu nạp liệu cho máy trộn? Đừng để những phương pháp thủ công cũ kỹ kìm hãm đà tăng trưởng và gây lãng phí nguồn lực của doanh nghiệp.

Hãy liên hệ ngay với đội ngũ chuyên gia Vietmani để nhận tư vấn và khảo sát giải pháp nâng hạ chuyên nghiệp!