Alors que le marché mondial du chocolat continue de se développer, le ligne de production automatique de grains de chocolat est devenu la clé pour atteindre une production efficace et précise à grande échelle. De l'entrée des matières premières à la ligne de production à la production de produits finis, cette chaîne de production complexe couvre de nombreux composants de base et technologies de pointe, et chaque lien joue un rôle décisif dans la qualité et l'efficacité de production du produit final.

1. Les composants de base et le principe de travail de la ligne de production automatique des haricots au chocolat

(I) Système de transport et de fusion des matières premières

Le système de transmission et de fusion de matière première est le point de départ de la production automatique de grains de chocolat. Il entreprend la tâche importante de convertir les matières premières au chocolat solide en liquide transformable. Le système est généralement composé de bacs de stockage de matières premières, de convoyeurs à vis, de réservoirs de fusion continue et d'autres équipements.

Les bacs de stockage des matières premières sont principalement en acier inoxydable, qui présente une bonne résistance à la scellage et à la corrosion, et peuvent effectivement empêcher les matières premières de l'humidité, de l'oxydation et de la contamination. Le bac est généralement équipé d'un capteur de niveau de matériau pour surveiller les réserves de matières premières en temps réel. Lorsque la matière première est inférieure à la valeur définie, le système sonnera automatiquement une alarme pour rappeler au personnel de reconstituer les matières premières à temps.

Le convoyeur à vis est responsable de la transmission des matières premières du bac de rangement au réservoir de fusion. Il entraîne la lame en spirale pour tourner à travers le moteur, de sorte que les matières premières se déplacent axialement dans le tuyau de transport. La vitesse de transport du convoyeur à vis peut être ajustée en fonction des besoins en production pour assurer une alimentation stable en matières premières.

Le réservoir de fusion continu est l'équipement de base de la fusion des matières premières. Le réservoir adopte une structure gasée et peut être chauffé par de la vapeur ou de l'huile thermique. Un dispositif d'agitation est installé dans le réservoir pour s'assurer que les matières premières sont chauffées uniformément pendant le processus de fusion pour éviter la surchauffe locale et la détérioration de la qualité du chocolat. De plus, le réservoir de fusion est également équipé d'un système de contrôle de la température, qui peut contrôler avec précision la température au-dessus du point de fusion de la matière première du chocolat, généralement entre 40 et 45 ℃, pour garantir que les matières premières sont entièrement fondues.

Pendant le processus de travail, les matières premières au chocolat solide entrent d'abord dans le bac de stockage des matières premières, puis sont transportées vers le réservoir de fusion continu par le convoyeur à vis. Dans le réservoir de fusion, les matières premières se fondent progressivement en liquide sous l'action de chauffage et de remuer. Après une certaine période de préservation de la chaleur, le chocolat liquide est transporté vers la prochaine liaison de production - module de moulage par injection de précision à travers le pipeline.

(Ii) Module de moulage par injection de précision

Le module de moulage par injection de précision est le lien clé pour déterminer la forme et la qualité des grains de chocolat. Ce module est principalement composé de moules, de pompes à injection, de mécanismes de positionnement et de systèmes d'entraînement.

Le moule est le composant central du module de moulage par injection de précision, et sa précision de conception affecte directement la forme et la taille des grains de chocolat. Le moule est généralement en acier inoxydable de qualité alimentaire ou en alliage en aluminium, et la surface est finement polie pour assurer la finition de surface des grains de chocolat. Il y a plusieurs cavités en forme de haricot au chocolat distribuées sur le moule, et la taille et la forme de la cavité sont personnalisées en fonction des exigences du produit.

La pompe à injection est responsable de l'injection avec précision du chocolat liquide dans la cavité du moule. Les pompes d'injection courantes comprennent des pompes à engrenages et des pompes au piston. Les pompes à engrenages ont les caractéristiques de la structure simple et du débit stable et conviennent pour transmettre du chocolat liquide avec une viscosité moyenne et faible; Les pompes de piston ont une pression et une précision plus élevées et peuvent atteindre une injection micro-amont et de haute précision, qui convient à la production de grains de chocolat avec des exigences élevées pour la consistance de poids. L'écoulement et la pression de la pompe à injection peuvent être ajustés avec précision à travers le système de contrôle pour s'assurer que la quantité de chocolat injectée dans chaque cavité est cohérente.

Le mécanisme de positionnement et le système d'entraînement sont utilisés pour obtenir un positionnement précis et un mouvement rapide du moule. Le mécanisme de positionnement utilise des guides linéaires de haute précision et des vis à billes pour assurer la précision de la position du moule pendant le mouvement. Le système d'entraînement utilise généralement un servomoteur pour contrôler la vitesse et l'angle du moteur pour obtenir un démarrage et une commutation précis et une commutation rapide du moule, améliorant ainsi l'efficacité de la production.

Lorsque vous travaillez, la pompe à injection injecte du chocolat liquide dans la cavité du moule au débit et à la pression de set, et le mécanisme de positionnement et le système de conduite déplacent la moisissure avec précision vers la position d'injection et la position démontante pour terminer le processus de moulage par injection des grains de chocolat.

(Iii) Technologie automatique de démoud et de refroidissement

La technologie automatique de démoud et de refroidissement est une étape importante pour s'assurer que les grains de chocolat peuvent être séparés en douceur du moule et maintenir une forme stable. Cette étape comprend principalement le tunnel de refroidissement, le mécanisme de démonstration et le dispositif de transport.

• Le tunnel de refroidissement est l'équipement principal pour refroidir et façonner les grains de chocolat. Le refroidissement à l'air forcé ou un mélange d'air froid et d'eau froide est utilisé dans le tunnel pour refroidir rapidement les grains de chocolat en peu de temps. Le tunnel de refroidissement est généralement divisé en zones de température multiples, et la température et la vitesse du vent de chaque zone de température peuvent être ajustées indépendamment. D'une manière générale, après que les grains de chocolat entrent dans le tunnel de refroidissement, ils sont d'abord pré-refroidis dans la zone à haute température (environ 25-30 ℃) pour faire solidifier la surface, puis entrer dans la zone à basse température (environ 15-20 ℃) ​​pour un refroidissement profond pour solidifier complètement l'intérieur. Le temps de refroidissement est ajusté en fonction de la taille et de l'épaisseur des grains de chocolat, généralement environ 10-20 minutes.
• Le mécanisme de démonstration est responsable de l'élimination des haricots au chocolat refroidis et en forme du moule. Les mécanismes de démonstration communs comprennent le type d'éjection et le type de flip. Le mécanisme de démonstration de type d'éjection définit une tige de poussée au bas du moule. Lorsque le moule atteint la position de démonstration, la tige de poussée pousse vers le haut pour pousser les haricots au chocolat hors de la cavité du moule; Le mécanisme de démonstration de la tournure retourne le moule à un certain angle pour permettre à les grains de chocolat d'être retirés du moule sous l'action de la gravité. Le mécanisme de démonstration est entraîné par un cylindre pneumatique ou un cylindre hydraulique. La force et la vitesse de démonstration sont contrôlées avec précision par le système de contrôle pour empêcher les grains de chocolat d'être endommagés pendant le processus de démoulement.
• Le dispositif de transport est utilisé pour transmettre les haricots au chocolat après avoir démontré le processus d'emballage ultérieur. Le dispositif de transport adopte généralement un convoyeur à courroie ou un convoyeur à chaîne, et la surface est traitée avec de la qualité alimentaire pour s'assurer que les haricots au chocolat ne sont pas contaminés pendant le processus de transport. La vitesse de transport peut être ajustée en fonction du rythme de production pour assurer le fonctionnement continu et stable de la ligne de production.

2. Analyse des principales innovations technologiques

(I) L'influence de la précision du contrôle de la température sur la cristallisation au chocolat

Le processus de cristallisation du chocolat est extrêmement sensible à la température, et la précision du contrôle de la température affecte directement la qualité et le goût du chocolat. Dans le processus de production du chocolat, la cristallisation correcte peut faire que le chocolat a un bon brillant, une netteté et un goût, tandis que la cristallisation incorrecte entraînera des problèmes tels que le blanchiment de la surface du chocolat et le ramollissement de la texture.

La ligne de production automatique des haricots au chocolat utilise des capteurs de température de haute précision et des algorithmes de contrôle de température avancés pour obtenir un contrôle précis de la température de chaque liaison dans le processus de production. Les capteurs de température utilisent généralement des thermocouples ou des résistances thermiques, qui ont les caractéristiques d'une vitesse de réponse rapide et d'une précision de mesure élevée. Ils peuvent surveiller les paramètres clés des matières premières au chocolat telles que la température de fusion, la température d'injection, la température de refroidissement, etc. en temps réel.

L'algorithme de contrôle de la température utilise des stratégies de contrôle avancées telles que le contrôle PID (proportional-intégral-différentiel) ou le contrôle flou. Le contrôle du PID peut ajuster automatiquement la puissance de sortie de l'équipement de chauffage ou de refroidissement en fonction de l'écart de température, afin que la température puisse rapidement se stabiliser près de la valeur définie; Le contrôle flou peut mieux gérer les problèmes de contrôle de la température non linéaires et variables dans le temps et améliorer l'adaptabilité et la stabilité du système de contrôle de la température.

Dans la production réelle, par exemple, dans le processus de refroidissement des grains de chocolat, la température de chaque zone de température dans le tunnel de refroidissement est contrôlée avec précision afin que les haricots de chocolat puissent être cristallisés sous un gradient de température approprié, formant ainsi une structure cristalline fine et uniforme, offrant au chocolat une bonne qualité et un goût.

(Ii) Conception mécanique du système de synchronisation des moisissures

Le système de synchronisation des moisissures est la clé pour assurer le fonctionnement efficace de la ligne de production automatique des haricots au chocolat. Le système doit s'assurer que le moule se déplace avec précision et de manière synchrone dans chaque lien, comme l'injection, le refroidissement et la démonstration pour éviter des problèmes tels que la fuite et le désalignement.

La conception mécanique du système de synchronisation des moisissures comprend principalement le mécanisme de transmission, le mécanisme de positionnement et le dispositif de contrôle de la synchronisation. Le mécanisme de transmission adopte généralement le lecteur de chaîne ou le lecteur de courroie synchrone, qui a les caractéristiques de la transmission en douceur et du faible bruit. La chaîne d'entraînement convient aux occasions avec de grandes charges et peut assurer la stabilité du moule pendant le fonctionnement à grande vitesse; Le lecteur de courroie synchrone présente les avantages d'une précision de transmission élevée et aucun besoin de lubrification, et convient aux systèmes de synchronisation des moisissures avec des exigences de haute précision.

Le mécanisme de positionnement utilise des guides linéaires de haute précision, des vis à billes et des broches de positionnement pour obtenir un positionnement précis du moule. Les guides linéaires et les vis à billes fournissent un mouvement linéaire pour le moule, assurant la précision et la stabilité du moule pendant le mouvement; Les broches de positionnement positionnent avec précision le moule lorsqu'il atteint la position spécifiée, garantissant que le moule est positionné avec précision.

Le dispositif de contrôle synchrone utilise un contrôleur PLC (contrôleur logique programmable) ou un contrôleur de mouvement pour obtenir un contrôle précis et une coordination synchrone de chaque action de moisissure en écrivant un programme. Le dispositif de contrôle synchrone peut ajuster automatiquement les paramètres de mouvement du moule en fonction de la vitesse de fonctionnement de la ligne de production et du rythme de production pour assurer une synchronisation précise des actions du moule dans chaque lien.

(Iii) Plan de contrôle de cohérence du poids du produit

La cohérence du poids du produit est l'un des indicateurs importants pour mesurer la qualité de production de la ligne de production automatique des haricots au chocolat. Afin d'atteindre la cohérence du poids du produit, la ligne de production adopte une variété de schémas de contrôle.

En contrôlant précisément l'écoulement et la pression de la pompe à injection, la quantité de chocolat injectée dans chaque cavité est assurée d'être cohérente. Le débit et la pression de la pompe à injection peuvent être ajustés avec précision en fonction des exigences de poids des grains de chocolat, et le processus d'injection est surveillé et la rétroaction contrôlée en temps réel par des capteurs de pression et des capteurs d'écoulement. Lorsqu'un écart dans la quantité d'injection est détecté, le système de contrôle ajustera automatiquement les paramètres de la pompe d'injection pour restaurer la quantité d'injection à la valeur définie.

L'équipement de pesée et de test en ligne est utilisé pour effectuer des pesée et des tests en temps réel des grains de chocolat produits. L'équipement de pesée et de test en ligne utilise généralement des capteurs de pesage de haute précision et des systèmes de traitement des données rapides, qui peuvent peser et tester un grand nombre de grains de chocolat en peu de temps. Lorsqu'il est détecté que le poids des grains de chocolat dépasse la plage d'erreur admissible, le système retirera automatiquement les produits non qualifiés et réglera la pompe d'injection et d'autres équipements connexes pour assurer la cohérence du poids des produits suivants.

Le problème du poids incohérent du produit causé par les différences de moisissures et les fluctuations des processus peut également être réduit en optimisant la conception des moisissures et les processus de production. Par exemple, la cavité du moule peut être traitée avec précision et polie pour assurer la consistance de la taille et de la forme de la cavité; La température, la viscosité et les autres paramètres des matières premières au chocolat peuvent être raisonnablement contrôlées pour assurer la stabilité du processus d'injection.

3. Solution d'optimisation de l'efficacité de la ligne de production

(I) Modèle de calcul de la capacité de production par unité de temps

Le modèle de calcul de la capacité temporelle unitaire est un outil important pour évaluer l'efficacité de production de la ligne de production automatique des haricots au chocolat. Le modèle calcule le nombre de grains de chocolat que la ligne de production peut produire par unité de temps en considérant de manière approfondie la capacité de production et le rythme de production de chaque lien de la ligne de production.

La formule pour calculer la capacité de production par unité de temps est: Capacité de production = 60 / cycle de production × nombre de haricots au chocolat par cavité × nombre de moules. Le cycle de production fait référence au temps nécessaire pour produire un lot complet de haricots au chocolat, y compris le temps total de chaque liaison, comme le transport de matières premières et le temps de fusion, le temps de moulage par injection, le temps de refroidissement, le temps de démonstration, etc. Le nombre de grains de chocolat par cavité et le nombre de moules sont déterminés en fonction des paramètres de conception du moule.

Dans la production réelle, en mesurant et en analysant avec précision le temps de chaque lien dans la ligne de production, nous pouvons découvrir les liens d'étranglement qui affectent le rythme de production, et prendre des mesures d'optimisation correspondantes, telles que l'augmentation de la vitesse de fonctionnement de l'équipement, l'optimisation des processus de production et la réduction des temps d'arrêt de l'échec de l'équipement, ce qui augmente la capacité de temps de l'unité de la ligne de production.

(Ii) la liaison de l'équipement et le match à battre

La liaison de l'équipement et la correspondance du rythme sont la clé pour assurer le fonctionnement efficace et stable de la ligne de production automatique des haricots au chocolat. Les différents équipements de la ligne de production, tels que le système de transport et de fusion de matières premières, le module de moulage par injection de précision, la technologie de démonstration et de refroidissement automatique, etc., doivent se coordonner les uns avec les autres et fonctionner en fonction d'un certain rythme de production.

Afin de réaliser la liaison de l'équipement et de battre la correspondance, la ligne de production utilise le PLC ou le système de contrôle de l'automatisation industrielle. Le système surveille et contrôle l'état de fonctionnement de chaque appareil en temps réel pour réaliser la transmission du signal et le travail collaboratif entre les appareils. Par exemple, lorsque le système de transport et de fusion de matières premières termine la fusion des matières premières, il enverra un signal au module de moulage par injection de précision pour le notifier pour se préparer à recevoir du chocolat liquide; Une fois le module de moulage par injection de précision terminée la moulure d'injection, il enverra un signal à la technologie de démonstration et de refroidissement automatique pour démarrer les procédures de refroidissement et de démoulement.

Dans le même temps, le système de contrôle ajustera automatiquement les paramètres de fonctionnement de chaque appareil en fonction du fonctionnement réel de la ligne de production pour maintenir le rythme de production stable. Lorsqu'un appareil échoue ou ralentit, le système de contrôle ajustera automatiquement la vitesse de fonctionnement des autres appareils pour assurer l'efficacité de fonctionnement globale de la ligne de production.

(Iii) Mécanisme d'avertissement de défaut commun

Le mécanisme d'alerte de défaut commun est un moyen important d'améliorer la fiabilité et la stabilité de la ligne de production automatique des haricots au chocolat. Ce mécanisme détecte à l'avance les défaillances potentielles de l'équipement par surveillance et analyse en temps réel des paramètres de fonctionnement de l'équipement, et émet des signaux d'avertissement dans le temps afin que le personnel puisse prendre des mesures appropriées pour les traiter et éviter l'occurrence et l'expansion des échecs.

Les mécanismes d'alerte de défaut communs incluent principalement la surveillance des capteurs, l'analyse des données et le système d'alerte. La pièce de surveillance du capteur collecte les paramètres de fonctionnement de l'équipement en temps réel en installant divers capteurs à des parties clés de l'équipement, telles que les capteurs de température, les capteurs de pression, les capteurs de vibration, les capteurs de courant, etc.

La pièce d'analyse des données utilise l'exploration de données, l'apprentissage automatique et d'autres technologies pour analyser et traiter la grande quantité de données collectées. En établissant le modèle d'état de fonctionnement de l'équipement et le modèle de prédiction des défauts, la tendance de changement des paramètres de fonctionnement de l'équipement est analysée pour déterminer si l'équipement a des défauts cachés. Par exemple, lorsque la valeur de vibration de l'équipement augmente soudainement ou que la température continue d'augmenter, le système d'analyse des données déterminera que l'équipement peut avoir des problèmes de défaillance mécanique ou de surchauffe et publier un signal d'alerte.

Le système d'alerte précoce transmettra rapidement les informations d'avertissement de défaut au personnel par le personnel par des alarmes sonores et lumineuses, les notifications SMS, les rappels par courrier électronique, etc. Après avoir reçu les informations d'alerte précoce, le personnel peut rapidement inspecter et réparer l'équipement pour éviter la survenue et l'expansion des défauts et assurer le fonctionnement normal de la ligne de production.

4. Normes de l'industrie et points clés du contrôle de la qualité

(I) Exigences de conformité pour les matériaux de qualité alimentaire

Tous les matériaux impliqués dans la chaîne de production automatique des haricots au chocolat doivent respecter les normes de qualité alimentaire pour assurer la sécurité et l'hygiène des produits de chocolat. Les matériaux de qualité alimentaire sont nécessaires pour avoir une bonne stabilité chimique, être non toxique et inoffensif et ne pas réagir chimiquement avec les matières premières au chocolat.

Les corps d'équipement, les pipelines, les moules et autres pièces de la ligne de production sont généralement en acier inoxydable 304 ou 316, qui ont une bonne résistance à la corrosion et des propriétés hygiéniques, et peuvent effectivement empêcher l'équipement de rouiller et de contaminer des produits de chocolat. Les joints, les joints et autres pièces qui sont en contact direct avec les matières premières au chocolat sont en caoutchouc ou en silicone de qualité alimentaire, qui ont une bonne flexibilité et des propriétés d'étanchéité et respectent l'hygiène alimentaire et les normes de sécurité.

De plus, pendant le processus de conception et de fabrication de la chaîne de production, il est également nécessaire de se conformer aux normes de sécurité des équipements de production alimentaire pertinents et aux spécifications d'hygiène, telles que le système de gestion de la sécurité alimentaire ISO 22000, le système HACCP (analyse des risques et point de contrôle critique), etc., pour s'assurer que la conception et la fabrication de la chaîne de production répondent aux exigences de sécurité alimentaire.

(Ii) Contrôle de finition de surface du produit

La finition de surface du produit est l'un des indicateurs importants pour mesurer la qualité des grains de chocolat, ce qui affecte directement l'expérience visuelle des consommateurs et l'achat de désir. Afin d'assurer la finition de surface des grains de chocolat, il est nécessaire de contrôler la conception des moisissures, la qualité des matières premières, le processus de production et d'autres aspects.

• En termes de conception de moisissure, la surface de la moisissure doit être finement polie pour réduire la rugosité de la surface afin que les haricots de chocolat puissent maintenir une surface lisse après démollante. La forme et la taille de la cavité du moule doivent également être conçues avec précision pour éviter les défauts tels que les coins pointus et les rondelles pour éviter les défauts de surface des haricots au chocolat pendant le processus de moulage.
• En termes de qualité de matières premières, nous sélectionnons les matières premières au chocolat de haute qualité pour assurer la pureté et la stabilité des matières premières. Les impuretés et les particules dans les matières premières affecteront la finition de surface des grains de chocolat, de sorte que les matières premières doivent être strictement dépistées et inspectées.
• En termes de technologie de production, la température, la viscosité et la vitesse d'injection des matières premières au chocolat doivent être correctement contrôlées. Une température trop élevée ou trop basse, une viscosité trop élevée ou trop faible, une vitesse d'injection trop rapide ou trop lente, etc. provoquera des défauts tels que des bulles et des marques d'écoulement à la surface des grains de chocolat. En optimisant les paramètres du processus de production, il est veillé à ce que les grains de chocolat puissent former une surface lisse pendant le processus de moulage et de refroidissement par injection.

(Iii) Recommandations de configuration pour les systèmes de test automatisés

Le système de détection automatisé est une garantie importante pour la qualité des produits dans la ligne de production automatique des haricots au chocolat. Le système peut détecter et dépister automatiquement le poids, la taille, l'apparence, les impuretés et d'autres indicateurs de qualité des grains de chocolat pour améliorer la qualité des produits et l'efficacité de la production.

Le système d'inspection automatisé comprend principalement des équipements d'inspection visuels, des équipements d'inspection de pesée et des équipements de détection des métaux.

• L'équipement d'inspection visuelle utilise des caméras à haute définition et une technologie de traitement d'image pour effectuer une inspection en temps réel de l'apparition de haricots au chocolat, identifier les défauts de surface tels que les imperfections, les bulles, les fissures et éliminer automatiquement les produits non qualifiés.
• Comme mentionné ci-dessus, l'équipement de pesage et de test peut mesurer avec précision le poids des grains de chocolat et rejeter les produits qui ne répondent pas aux exigences de poids.
• L'équipement de détection de métaux est utilisé pour détecter s'il y a des impuretés métalliques dans les haricots au chocolat, empêcher les objets étrangers métalliques de se mélanger dans le produit et d'assurer la sécurité du produit.

Lors de la configuration d'un système de test automatisé, il est nécessaire de sélectionner raisonnablement le modèle et la quantité d'équipements de test en fonction de la capacité de production et des exigences de qualité du produit de la ligne de production. Il est également nécessaire d'intégrer le système de test automatisé avec le système de contrôle de la ligne de production pour obtenir la transmission et le traitement en temps réel des données de test, afin d'ajuster les paramètres du processus de production en temps opportun et d'assurer la stabilité de la qualité du produit.

La ligne de production automatique des haricots au chocolat peut atteindre une production efficace et précise à grande échelle grâce à une conception de composants de base raisonnable, à l'innovation de technologie clé avancée, au plan d'optimisation de l'efficacité scientifique et aux normes strictes de l'industrie et au contrôle de la qualité. Avec l'avancement continu des sciences et de la technologie et les changements continus de la demande du marché, la chaîne de production automatique des haricots de chocolat continuera de mettre à niveau et d'innover la technologie pour répondre aux besoins de production croissants et aux exigences de qualité de l'industrie du chocolat.