Đóng gói nhiều nguyên liệu trong một túi và giải pháp đảm bảo định lượng đồng đều

Ngày càng nhiều sản phẩm thực phẩm được phát triển theo dạng phối trộn nhiều thành phần trong cùng một bao bì như hạt dinh dưỡng mix, granola, ngũ cốc, trái cây sấy, kẹo nhiều vị hay thức ăn thú cưng. Cách đóng gói này mang đến sự đa dạng cho sản phẩm, nhưng đồng thời cũng tạo ra yêu cầu cao hơn đối với quá trình định lượng.

Với sản phẩm chỉ chứa một loại nguyên liệu, doanh nghiệp chủ yếu cần kiểm soát khối lượng của từng túi. Nhưng với sản phẩm gồm nhiều thành phần, bài toán không chỉ nằm ở tổng trọng lượng mà còn ở tỷ lệ của từng nguyên liệu trong mỗi túi. Một túi có thể đạt đúng 100 g nhưng nếu lượng hạt điều, hạnh nhân hay trái cây sấy bị chênh lệch đáng kể thì chất lượng sản phẩm vẫn không đồng đều.

Vì vậy, để đóng gói nhiều nguyên liệu trong một túi ổn định ở quy mô sản xuất lớn, doanh nghiệp cần kiểm soát đồng thời đặc tính nguyên liệu, phương pháp định lượng, hệ thống cấp liệu và toàn bộ quy trình đóng gói.

Đóng gói nhiều nguyên liệu trong một túi có gì khác biệt?

Điểm khó của sản phẩm phối trộn nằm ở sự khác biệt giữa các thành phần.

Một sản phẩm hạt dinh dưỡng có thể bao gồm hạt điều, hạnh nhân, óc chó, mắc ca và nho khô. Trong khi đó, một sản phẩm granola có thể kết hợp yến mạch, các loại hạt, trái cây sấy và nhiều thành phần khác. Những nguyên liệu này không có cùng kích thước, hình dạng hay khối lượng riêng.

Khi cùng được đưa vào hệ thống cấp liệu, mỗi loại nguyên liệu sẽ có tốc độ di chuyển và khả năng rơi khác nhau. Nguyên liệu lớn, nặng có thể xuống nhanh hơn, trong khi nguyên liệu nhẹ hoặc có hình dạng đặc biệt lại dễ bị giữ lại trong phễu.

Nếu không có phương pháp định lượng phù hợp, sự chênh lệch này có thể khiến tỷ lệ thành phần giữa các túi không ổn định. Đây là lý do việc đóng gói sản phẩm phối trộn thường phức tạp hơn so với các sản phẩm chỉ có một nguyên liệu.

Những vấn đề thường gặp khi định lượng nhiều nguyên liệu

Trong sản xuất thực tế, doanh nghiệp có thể gặp tình trạng tổng trọng lượng của từng túi tương đối chính xác nhưng tỷ lệ nguyên liệu bên trong lại không đồng đều.

Ví dụ, một túi hạt mix được thiết lập với tỷ lệ nhất định giữa hạt điều, hạnh nhân và nho khô. Nếu quá trình cấp liệu không ổn định, túi đầu tiên có thể chứa nhiều hạt điều nhưng ít nho khô, trong khi túi tiếp theo lại xảy ra tình trạng ngược lại.

Bên cạnh đó, khi sử dụng phương pháp định lượng chưa phù hợp, doanh nghiệp còn có thể gặp phải:

– Sai số trọng lượng giữa các túi.

– Nguyên liệu bị kẹt hoặc cấp liệu không đều.

– Tỷ lệ thành phần thay đổi trong quá trình sản xuất.

– Hao hụt nguyên liệu do định lượng dư.

– Phải kiểm tra và cân chỉnh thủ công nhiều lần.

– Khó duy trì chất lượng khi tăng tốc độ sản xuất.

– Nếu những sai lệch này xảy ra liên tục, chi phí nguyên liệu và nhân công kiểm tra cũng sẽ tăng theo.

Những yếu tố ảnh hưởng đến độ đồng đều của thành phẩm

Độ chính xác của sản phẩm phối trộn không phụ thuộc vào riêng một thiết bị mà là kết quả của nhiều yếu tố trong toàn bộ quá trình định lượng.

Đặc tính của từng loại nguyên liệu

Đây là yếu tố cần được xem xét đầu tiên khi xây dựng phương án đóng gói.

Nguyên liệu dạng hạt, dạng lát, dạng sợi hay dạng miếng đều có đặc tính cấp liệu khác nhau. Kích thước, hình dạng, khối lượng riêng, độ ẩm và khả năng chảy của nguyên liệu đều có thể ảnh hưởng đến quá trình định lượng.

Chẳng hạn, hạt điều nguyên có kích thước lớn sẽ có cách di chuyển khác với nho khô hoặc trái cây sấy dạng lát. Nếu sử dụng cùng một phương pháp cấp liệu cho tất cả thành phần mà không điều chỉnh phù hợp, khả năng xảy ra sai lệch là khá cao.

Phương pháp định lượng

Phương pháp định lượng cần được lựa chọn dựa trên đặc tính của sản phẩm thay vì chỉ dựa vào năng suất mong muốn.

Với những nguyên liệu có kích thước tương đối đồng đều, cốc đong có thể là giải pháp phù hợp trong một số trường hợp. Tuy nhiên, khi sản phẩm gồm nhiều thành phần với kích thước và trọng lượng khác nhau, hệ thống cân điện tử sẽ có nhiều lợi thế hơn.

Đặc biệt, cân đa đầu (Multihead Weigher) được sử dụng phổ biến cho các sản phẩm dạng hạt, miếng hoặc nhiều thành phần nhờ khả năng kết hợp các giá trị từ nhiều đầu cân để tạo thành tổ hợp có khối lượng gần với mức cài đặt.

Hệ thống cấp liệu

Định lượng chính xác cần đi kèm với quá trình cấp liệu ổn định.

Nếu nguyên liệu xuống phễu không đều, khay rung hoạt động không ổn định hoặc xảy ra tình trạng kẹt nguyên liệu, kết quả định lượng cũng sẽ bị ảnh hưởng.

Do đó, hệ thống cấp liệu cần được thiết kế phù hợp với từng loại nguyên liệu và được kiểm tra thường xuyên trong quá trình vận hành.

Tốc độ sản xuất

Tăng tốc độ đóng gói không đồng nghĩa với việc năng suất thực tế sẽ tăng tương ứng nếu hệ thống định lượng chưa đáp ứng được.

Khi tốc độ cấp liệu quá cao, thiết bị có thể không đủ thời gian để thực hiện quá trình cân và điều chỉnh chính xác. Ngược lại, nếu tốc độ quá thấp, năng suất của toàn bộ dây chuyền sẽ không được tối ưu.

Vì vậy, tốc độ vận hành cần được thiết lập dựa trên đặc tính sản phẩm và khả năng thực tế của hệ thống định lượng.

Giải pháp đảm bảo định lượng đồng đều khi đóng gói nhiều nguyên liệu

Để duy trì sự ổn định giữa các túi thành phẩm, doanh nghiệp cần bắt đầu từ việc kiểm soát nguyên liệu trước khi đưa vào máy.

Các thành phần cần được phân loại và kiểm tra về kích thước, chất lượng cũng như tình trạng nguyên liệu. Khi nguyên liệu đầu vào có sự biến động quá lớn, hệ thống định lượng cũng khó duy trì độ chính xác ổn định.

Tiếp theo là lựa chọn phương pháp định lượng phù hợp. Với sản phẩm chỉ có một thành phần, phương án định lượng đơn giản có thể đã đáp ứng được yêu cầu. Nhưng với sản phẩm phối trộn nhiều thành phần, việc sử dụng nhiều đầu cân và hệ thống cấp liệu độc lập sẽ giúp kiểm soát từng nguyên liệu tốt hơn.

Trong quá trình vận hành, thông số của thiết bị cũng cần được hiệu chỉnh định kỳ. Các yếu tố như thời gian cấp liệu, mức rung, giới hạn cân và tốc độ đóng gói cần được thiết lập phù hợp với từng loại nguyên liệu.

Cuối cùng, doanh nghiệp nên kiểm tra định kỳ thành phẩm để xác định liệu tỷ lệ nguyên liệu và trọng lượng có duy trì ổn định trong suốt quá trình sản xuất hay không. Đây là cơ sở để kịp thời điều chỉnh thiết bị trước khi sai số ảnh hưởng đến số lượng lớn sản phẩm.

Cân đa đầu và vai trò trong định lượng nhiều nguyên liệu

Đối với các sản phẩm phối trộn, cân đa đầu là một trong những giải pháp được sử dụng phổ biến nhờ khả năng xử lý nhiều tổ hợp khối lượng khác nhau.

Thay vì định lượng toàn bộ nguyên liệu bằng một điểm cân duy nhất, hệ thống sử dụng nhiều đầu cân để thực hiện quá trình cân đồng thời. Bộ điều khiển sau đó lựa chọn tổ hợp các đầu cân có tổng khối lượng phù hợp nhất với giá trị cài đặt trước khi xả nguyên liệu xuống bao bì.

Cách hoạt động này đặc biệt phù hợp với những sản phẩm dạng hạt, miếng hoặc thực phẩm có nhiều thành phần cần kiểm soát trọng lượng.

Tuy nhiên, hiệu quả của cân đa đầu vẫn phụ thuộc vào cách thiết kế hệ thống cấp liệu và đặc tính thực tế của sản phẩm. Không nên xem việc sử dụng cân đa đầu là giải pháp duy nhất cho mọi bài toán định lượng. Doanh nghiệp cần đánh giá sản phẩm, năng suất và yêu cầu sai số trước khi lựa chọn cấu hình thiết bị.

Những sản phẩm thường áp dụng định lượng nhiều thành phần

Phương pháp này được ứng dụng trong nhiều nhóm sản phẩm thực phẩm khác nhau, đặc biệt là những sản phẩm cần phối trộn nhiều nguyên liệu trong cùng một bao bì.

Hạt dinh dưỡng mix: Hạt điều, hạnh nhân, óc chó, mắc ca, nho khô… thường có kích thước và trọng lượng khác nhau nên cần kiểm soát tốt quá trình cấp liệu và định lượng.

Granola và ngũ cốc: Granola có thể kết hợp yến mạch, các loại hạt và trái cây sấy. Việc duy trì tỷ lệ thành phần ổn định giúp sản phẩm giữ được chất lượng đồng nhất giữa các gói.

Trái cây sấy hỗn hợp: Các loại trái cây có kích thước, hình dạng và khối lượng khác nhau. Hệ thống định lượng phù hợp giúp hạn chế sự chênh lệch thành phần giữa các túi.

Thức ăn thú cưng: Một số sản phẩm thức ăn thú cưng được phối trộn từ nhiều thành phần với tỷ lệ nhất định. Định lượng chính xác giúp đảm bảo mỗi gói đạt đúng khối lượng theo tiêu chuẩn sản xuất.

Bánh kẹo và sản phẩm mix: Đối với các loại kẹo hoặc snack nhiều vị, việc kiểm soát tỷ lệ giữa các thành phần cũng góp phần tạo ra trải nghiệm ổn định cho người tiêu dùng.

Khi nào nên chuyển sang hệ thống định lượng tự động?

Ở quy mô nhỏ, việc cân chia thủ công có thể vẫn đáp ứng được nhu cầu sản xuất. Tuy nhiên, khi sản lượng tăng, phương pháp này bắt đầu bộc lộ nhiều hạn chế về năng suất, nhân công và độ ổn định.

Doanh nghiệp có thể cân nhắc chuyển sang hệ thống định lượng tự động khi xuất hiện những vấn đề như:

– Sản lượng cần xử lý ngày càng lớn.

– Cần duy trì trọng lượng thành phẩm ổn định.

– Chi phí nhân công cho công đoạn cân chia tăng cao.

– Tỷ lệ sai số hoặc hao hụt nguyên liệu vượt mức mong muốn.

– Cần kết nối định lượng với dây chuyền đóng gói tự động.

– Việc tự động hóa không chỉ nhằm tăng tốc độ sản xuất mà quan trọng hơn là tạo ra một quy trình có tính ổn định và khả năng kiểm soát cao hơn.

Định lượng chính xác là nền tảng của quy trình đóng gói nhiều nguyên liệu

Đóng gói nhiều nguyên liệu trong một túi đòi hỏi doanh nghiệp phải kiểm soát nhiều yếu tố hơn so với sản phẩm đơn thành phần. Từ đặc tính nguyên liệu, phương pháp định lượng, hệ thống cấp liệu cho đến tốc độ vận hành đều có thể ảnh hưởng đến sự đồng đều của thành phẩm.

Không có một giải pháp duy nhất phù hợp với tất cả sản phẩm. Phương án tối ưu cần được lựa chọn dựa trên đặc tính nguyên liệu, tỷ lệ phối trộn, khối lượng mỗi túi và năng suất mà doanh nghiệp hướng tới.

Khi những yếu tố này được đánh giá đúng ngay từ đầu, doanh nghiệp có thể xây dựng hệ thống định lượng và đóng gói phù hợp, giảm sai số, hạn chế hao hụt nguyên liệu và duy trì chất lượng thành phẩm ổn định trong suốt quá trình sản xuất.