Tìm hiểu chuyên sâu về máy tách màu, máy bắn màu, máy phân loại màu

Máy tách màu (còn gọi là máy bắn màu, máy phân loại màu) là một thiết bị điện tử, dùng camera để phát hiện khác biệt màu sắc của sản phẩm và điều khiển van khí nén đẩy bắn những hạt, mảnh có màu không mong muốn thì văng ra khỏi dòng sản phẩm đang đi qua máy.

Máy tách màu đóng vai trò quan trọng, đảm bảo chất lượng đầu ra trong các dây truyền, hệ thống chế biến nông sản, thực phẩm và đôi khi là cả hạt khoáng sản và nhựa tái sinh.

Những sản phẩm phân loại phổ biến dùng đế máy tách màu là hạt gạo, điều, cà phê, tiêu, đậu,…

Với đội ngũ kĩ thuật dày dạn hơn 10 năm kinh nghiệm, chúng tôi – kĩ sư công ty cổ phần thương mại & dịch vụ máy SG – xin được cung cấp những thông tin thiết yếu nhất về Máy tách màu; và hi vọng rằng bạn đọc tìm được những điều hữu ích, chia sẻ kiến thức và hợp tác phù hợp.

Nội dung được trình bày theo các đầu mục như sau:

Cấu tạo, nguyên lí hoạt động của máy tách màu

Cấu tạo

Một máy phân loại màu sẽ luôn gồm 2 thành phần cơ bản là:

• khối phân biệt màu >> Camera tốc độ cao, quay chụp liên tục dòng sản phẩm, phát hiện kịp thời những sai lệch rất nhỏ về màu của một điểm, lỗi nhỏ so với các hạt màu bình thường khác và
• khối loại bỏ màu (lỗi) >> Các van khí nén tốc độ cao, có thể kích hoạt hàng trăm lần bắn khí trong một giây, kịp thời đẩy những hạt/mảnh được nhận dạng là lỗi màu – văng ra khỏi dòng sản phẩm đang được di chuyển về họng nhận.
• Ngoài ra, máy gồm các thành phần khác là khối Cấp & dẫn liệu, khối nguồn, khối bo mạch, và hệ thống khí nén.

Nguyên lý hoạt động

Dưới đây là mô tả nguyên lí hoạt động chung của một máy phân loại hạt màu tách màu:

1. Nguyên liệu được đưa vào máy thông qua Phễu nạp
2. Bộ cấp rung rải nguyên liệu xuống các Máng trượt
3. Nguyên liệu được gia tốc và tách lẻ thành dòng trên các Máng trượt hoặc Băng tải
4. Khi nguyên liệu rơi qua Buồng quan sát thì Camera chụp hình và gửi cho Mạch điện tử nhận dạng
5. Nếu có phần tử (mảnh, hạt) nào đó bị lỗi về màu sắc so với cài đặt, súng khí sẽ đẩy bắn nó qua Họng loại; dòng sản phẩm tốt tiếp tục đi vào Họng nhận.

Nguồn tham khảo: Principals of Optical Sorting

Phân loại máy tách màu

Dựa vào công nghệ phân loại màu – công nghệ của Camera, ta có thể chia máy tách màu (MTM) thành các nhóm

• MTM đơn sắc
• MTM lưỡng sắc
• MTM đa sắc
• MTM khác (hồng ngoại – IR, cực tím – UV, tia X – X ray)

Dựa vào cách thức cấp liệu cho máy, chia ra:

• MTM máng trượt
• MTM băng tải
• MTM khác (máng trượt nhiều tầng, băng tải đôi, buồng quan sát xa, băng tải chậm)

Lịch sử phát triển máy tách màu

• 1932 máy tách màu (MTM) đầu tiên trên thế giới (word’s first color sorter), được công ti ESM sản xuất, dùng để phân loại đậu ở Michigan, Hoa Kì.
• 1937 Anh và châu Âu có tách màu đầu tiên. 1946 công ty Sortex ra đời ở Anh, chuyên về máy tách màu.
• 1966 MTM được giới thiệu tới Nhật
• Những năm sau đó, bắt đầu có những công ti lớn (chủ yếu ở Mĩ) bắt đầu có sử dụng máy phân loại màu cho một số sản phẩm như đậu, cà phê, chanh, táo, cà chua, gạo…
• Đến thập niên 70, bắt đầu có những MTM tự động (cấp liệu, xử lí), sử dụng công nghệ lưỡng sắc (Green – Blue)
• 1986 có MTM (Shell ex) dùng công nghệ hồng ngoại IR đầu tiên, dùng phân loại hồ đào, hạnh nhân, óc chó
• 1993 có MTM dùng camera CCD độ phân giải cao và có thiết kế công suất phân loại cao đầu tiên
• 1996 có MTM có chức năng phân loại kích thước/hình dạng (shape sorting)
• 2000 có MTM dùng tia cực tím (UV color sorter)
• 2002 có MTM chuyên cho hạt nhựa (plastic pellets)
• 2007 có MTM đa sắc đầu tiên (RGB full color sorting machine), do Satake Nhật sản xuất, chi phí còn rất cao, chỉ có một số công ty lớn hoặc nội địa Nhật Bản sử dụng
• Một thập niên sau đó, MTM đa sắc đã trở nên phổ biến trên thế giới. Có nhiều cấu hình, tính năng và do nhiều nhà sản xuất cung cấp. Đặc biệt, sau 2015, các công ty MTM Trung Quốc đã vươn lên giành được thị phần lớn nhờ giá rẻ và chất lượng đáp ứng cơ bản được các yêu cầu phân loại thông thường. Mặc dù vậy, MTM đơn sắc, lưỡng sắc và các dạng kết hợp mở rộng thì vẫn được sử dụng, cho những sản phẩm đặc thù.

Hiện nay trên thế giới đang có khoảng 40 thương hiệu và công ty sản xuất MTM.

Ở Việt Nam, máy tách màu trở thành một phần không thể thiếu được trong việc kiểm soát, đảm bảo chất lượng cho các dây chuyền, nhà máy chế biến nông sản xuất khẩu như gạo, điều, cà phê… MTM Trung quốc đã chiếm >90% thị phần.

Tiêu chí lựa chọn máy tách màu

Thế nào là một máy phân loại tốt và phù hợp với nhu cầu của bạn? Làm việc lâu năm trong ngành, chúng tôi đã tư vấn cho hàng trăm KH thành công. Đây là một số căn cứ chúng tôi cho là hợp lí:

1. Loại sản phẩm cần phân loại >> thì quyết định loại máy cần dùng

Hãy dùng máy máng trượt với những sản phẩm dạng mảnh, hạt có trọng lượng kích thước tương đối đều

• Có chuyển động rơi tự do, trượt trên bề mặt đặc trưng của thiết kế máng
• Sản phẩm không có tính đàn hồi, không văng nảy, lăn lông lốc…
• Sản phẩm không bị bể vỡ khi chịu va đập, tương tác

Hãy dùng máy băng tải cho những sản phẩm:

• Mà dùng máng trượt bị ảnh hưởng, khó khắc phục
• Kích thước to lớn, hình dạng khác thường

Một số sản phẩm đặc thù thì dùng máy chuyên dụng.

Máy tách màu đa sắc hiện nay có công nghệ nhận dạng gần như mắt người nên có thể nhận dạng về màu sắc tương đối tốt với hầu hết các sản phẩm.

Nếu cần kiểm soát thêm cấu trúc bên trong (ẩm mốc thối, sâu..) trong khi mặt ngoài không khác biết về màu sắc; hoặc nếu cần loại bỏ thêm những tạp chất khác vật liệu (đá, gỗ, nhựa, que cành…) có màu sắc tương tự sản phẩm thì có thể dùng thêm công nghệ hồng ngoại IR kết hợp hoặc công nghệ tia X.

2. Công suất cần phân loại >> thì quyết định số lượng máng và tổng bề rộng máng

Máy có số lượng và tổng bề rộng máng càng nhiều thì đạt công suất càng cao.

Công suất cao thì không luôn đồng nghĩa với sản lượng cao vì còn phụ thuộc vào:

• Có bố trí các máng phân loại lại (resort) đồng thời hay không
• Các thông số kĩ thuật của máy (camera, bộ xử lí, kết cấu cơ khí tối ưu)
• Đặc biệt là công nghệ phần mềm, kĩ thuật lập trình của từng dòng máy.

3. Các thông số kĩ thuật liên quan đến khả năng phân loại của máy

1. Đầu dò màu, là các camera (cảm biến quang điện CCD). Nó liên quan đến: độ phân giải kích thước, dung lượng, và tốc độ xử lí.
2. Bộ xử lí tín hiệu, là các mô-đun, bộ xử lí tín hiệu số hoặc vi xử lí (FPGA, DSP, CPU). Về cơ bản, các bộ xử lí tín hiệu đều đã được nâng lên đáng kể, có bộ nhớ lớn, có tốc độ xử lí bằng hoặc nhanh hơn tốc độ quét chụp của Camera.
3. Bộ đẩy loại, là các van khí nén đáp ứng tốc độ cao, tương ứng với tỉ lệ lỗi về màu sắc cần loại bỏ. Tỉ lệ lỗi màu càng cao thì van khí nén càng bắn nhiều, có thể lên tới ~1000 lần/giây
4. Một số thông số phụ khác.

4. Công nghệ phần mềm

Các hãng khác nhau sẽ có các kĩ thuật lập trình khác nhau trong việc:

• Xử lí tín hiệu màu
• Cài đặt và thiết lập thông số cho phân loại
• Cấu hình phân loại và chế độ bắn của súng khí.

Điều này đặc biệt quan trọng khi cần phân loại những sản phẩm có những lỗi màu đặc trưng, có những yêu cầu phân loại đặc thù (chất lượng phân loại)

Do đó, nên trao đổi với người nắm kĩ thuật để biết rõ được công nghệ của máy có thể đáp ứng được chất lượng phân loại như vậy đến đâu.

Nên chạy thử máy với một nguyên liệu cụ thể và yêu cầu cụ thể (về công suất và chất lượng phân loại)

Với MTM của chúng tôi, bạn luôn có thể gọi điện ngay với đội ngũ dày dạn của chúng tôi để được tư vấn tất cả những thông tin trên.

Hãy mang nguyên liệu cần chạy thử đến để KS của chúng tôi cài đặt và trình diễn máy chạy thực tế cho bạn.

5. Những tính năng bổ trợ khác

• Giao diện thân thiện, thiết kế dễ sử dụng
• Cài đặt và tạo độ nhạy tự động
• Lưu trữ, điều khiển từ xa
• Nguồn gốc phụ tùng, vật tư sản xuất máy.

6. Giá cả

(luôn là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến quyết định lựa chọn dòng máy)

Những thông tin trên là cơ bản, có ảnh hưởng đến chất lượng phân loại và giá máy. Bên cạnh đó, người dùng cũng thường xem xét đến:

• Nguồn gốc máy, tên tuổi thương hiệu máy. Những thương hiệu nổi tiếng, uy tín, lâu năm sẽ có những dòng máy trung – cao cấp, và giá cũng cao hơn. Những phụ tùng, vật tư sản xuất máy không chỉ ảnh hưởng đến giá thành mà còn ở tính ổn định và lâu bền cho máy; đặc biệt trong môi trường công nghiệp, phải chạy liên tục và tận dụng như ở Việt Nam.
• Lịch sử sử dụng dòng máy trước đó. Là kết quả thực tế người dùng nên xem xét để biết máy có chạy đạt chất lượng phân loại, ổn định và lâu bền hay không. Với sự thay đổi nhanh chóng của công nghệ, nhiều dòng máy bắn màu cũng được nâng cấp, cập nhật mà đôi khi không phải luôn là phiên bản tốt nhất.
• Tên tuổi đại diện hãng, nhà phân phối máy tách màu ở địa phương. Có những đơn vị đã đại diện và phân phối MTM ở VN hàng chục năm, do đó rất có uy tín. Người mua nên xem xét các dịch vụ trước, trong và sau bán hàng của đơn vị. Các vấn đề kĩ thuật có thể phát sinh, đòi hỏi máy cần được bảo trì, sửa chữa, thay phụ tùng và hỗ trợ khác
• Các chiến dịch kinh doanh, khuyến mãi của doanh nghiệp; các chương trình hỗ trợ của nhà nước và hãng vào các dịp nhất định có thể đưa ra những mức giá rất vừa phải/cạnh tranh mà người mua nên biết tận dụng.

Thị trường máy tách màu

Ứng dụng, sp cần phân loại

Những nguyên liệu sau thường sử dụng đến máy phân loại:

• Ngành chế biến nông sản:
  • Gạo, sản lượng xuất khẩu hàng năm khoảng, sử dụng tới 1/2 tổng số lượng MTM được bán ra mỗi năm
    • Dùng máy máng trượt, công suất cao, trung bình 5-10 máng.
    • Vùng nguyên liệu chính: DBSCL.
  • Hạt Điều, sử dụng tới 1/3 tổng số lượng MTM được bán ra mỗi năm
    • Dùng chủ yếu máy băng tải cho điều nguyên. Một số ít nơi dùng máy máng trượt cho điều bể
    • Vùng nguyên liệu chính: Bình Phương, Bình Dương, Đồng Nai
  • Cà phê (nhân trước và sau rang, quả tươi). Xem thêm Máy tách màu cà phê.
    • Thị phần khoảng 3 – 5 %
    • Dùng máy máng trượt cho cả nhân, máy băng tải cho cà quả tươi
    • Vùng nguyên liệu chính: Tây Nguyên, Bình Dương, Đồng Nai
  • Chè (trà)
    • Thị phần khoảng 3 – 5 %
    • Dùng máy máng trượt nhiều tầng
    • Vùng nguyên liệu chính: miền núi phía Bắc, Lâm Đồng
  • Tiêu (nhân tiêu sọ và quả tươi)
    • Thị phần <3%
    • Dùng máy máng trượt cho tiêu nhân, máy băng tải cho tiêu quả tươi
    • Vùng nguyên liệu chính: Tây Nguyên, Bình Dương, Đồng Nai
  • Các nông sản khác (các loại đậu đỗ, mè, mác-ca, hạnh nhân, óc chó…)
    • Thị phần mỗi loại <1-2%
    • Dùng máy máng trượt hoặc băng tải
    • Vùng nguyên liệu rải ra khắp cả nước
• Ngành chế biến rau củ quả
  • Các loại rau củ quả sấy, cắt mảnh (hành, ngò, cà rốt, khoai lang, khoai mỡ…)
  • Một số sản phẩm dạng bột chiên (snach, khoai chiên cắt lát, sợi mì…)
  • Hạt giống, hạt mầm
  • Thị phần <3%
  • Tuỳ sản phẩm đặc trưng mà dùng loại MTM và công nghệ phù hợp, bao gồm cả phân loại theo hình dạng kích cỡ.
• Ngành tái chế nhựa
  • Các loại hạt, mảnh nhựa tái chế (PE, PP, PVC,…)
  • Thị phần <3%
  • Dùng máy băng tải với hạt nhựa đàn hồi, còn lại dùng máy máng trượt hoặc chuyên dụng, thường có gắn thêm camera IR hoặc UV
  • Thị trường chủ yếu ở khu vực quanh tpHCM và một số tỉnh công nghiệp.
• Ngành khai khoáng, nguyên vật liệu xây dựng và công nghiệp. Một số sản phẩm dạng mảnh hạt như đá, lá đồng, nhôm…

Một số thương hiệu máy bắn màu nổi tiếng

Lịch sử MTM bắt đầu từ năm 1932 nên gắn liền với thương hiệu lâu đời nhất và năm giữ nhiều công nghệ tiên phong nhất là Satake. Satake Nhật bắt đầu với ngành chế biến gạo, với nhà máy gốc ở Hiroshima, sau đó mở rộng ra Satake Mĩ và các nước khác. Một số dòng máy tách màu phổ biến ở Việt Nam như Alphascan, ScanMaster, Full color sorter, Pikasen…

Nhà cung cấp nổi tiếng khác, đến từ châu Âu là Sortex – mà sau này là Buhler là một tập đoàn lớn của Đức chuyên về các hệ thống chế biến nông sản. Dòng máy Z+ của Sortex khá thành công ở Việt Nam.

VN là thị trường lớn của ngành nông sản châu Á và thế giới. Sau 2010, các công ty MTM TQ (phần lớn chung công nghệ, xuất phát từ tổ hợp công nghiệp thành phố Hợp Phì, tỉnh An Huy) đã tạo nên làn sóng mới đổ bộ vào nước ta. Dẫn đến cuộc cạnh tranh về giá và thúc đẩy nâng cao chất lượng phân loại.

Một số nhà cung cấp lớn là: Meyer, Taiho, Jiexun, Wesort,…

SGMachinery (gọi tắt là SGV) là nhà cung cấp máy tách màu mới cho thị trường VN. Tuy vào sau những đối thủ TQ khác, nhưng ở TQ thì đội ngũ chúng tôi lại là những người tiên phong trong ngành sx này

Ở VN, chúng tôi quy tụ được đội ngũ những người lâu năm và am hiểu trong ngành để hỗ trợ và phát triển. Do đó, SGV có lợi thế cạnh tranh nhất định về giá cả và khả năng đáp ứng yêu cầu phân loại và dịch vụ tốt.

Vì vậy chúng tôi rất tự tin với các sản phẩm và dịch vụ của mình. Chúng tôi cũng có những ưu đãi về giá, những hỗ trợ hữu ích để KH lựa chọn được dòng máy phù hợp. Các khách hàng mới có của chúng tôi, đều rất hài lòng vì đã hợp tác.