เครื่องยกแบบถัง (Bucket elevators) ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการแปรรูปอาหารสัตว์ได้อย่างแท้จริง เมื่อสามารถรวมพลังการลำเลียงแนวตั้งเข้ากับโครงสร้างกลไกที่แข็งแรงทนทาน เข้าด้วยกันได้อย่างลงตัว ระบบเหล่านี้ทำงานเป็นวงจรต่อเนื่อง ทำให้วัสดุเคลื่อนที่ได้อย่างไม่หยุดชะงัก ซึ่งเป็นสิ่งจำเป็นอย่างยิ่งสำหรับโรงผลิตอาหารสัตว์ที่ต้องดำเนินการตลอด 24 ชั่วโมง โดยระบบที่ใช้วิธีการผลิตแบบแบทช์แบบเดิมไม่สามารถเทียบเคียงความน่าเชื่อถือนี้ได้ โดยเฉพาะเมื่อต้องจัดการกับปริมาณมากกว่า 100 ตันต่อชั่วโมง เราได้เห็นข้อดีนี้ด้วยตนเองในโรงงานผลิตอาหารสัตว์ปีกขนาดใหญ่ ที่การหยุดทำงานหมายถึงค่าใช้จ่าย และความสม่ำเสมอในการผลิตมีความสำคัญสูงสุด ตามรายงานของ Feed Tech Quarterly เมื่อปีที่แล้ว สถานประกอบการที่ใช้เครื่องยกแบบถังรายงานว่ามีการหยุดชะงักน้อยลง และมีประสิทธิภาพโดยรวมที่ดีกว่าวิธีการเก่า
ระบบถังและสายพานที่มีการปิดล้อมช่วยป้องกันไม่ให้วัสดุหกหล่นระหว่างการขนส่ง ในขณะที่สามารถเคลื่อนย้ายวัสดุขึ้นด้านบนได้อย่างรวดเร็วประมาณ 1.5 เมตรต่อวินาที สิ่งที่ทำให้ระบบเหล่านี้โดดเด่นคือความสามารถในการหลีกเลี่ยงการเคลื่อนไหวแบบหยุด-เริ่มใหม่ซึ่งเป็นปัญหาที่พบบ่อยในระบบที่ใช้แรงดันอากาศ ส่วนใหญ่ของโรงสีรายงานว่าสามารถดำเนินงานอย่างต่อเนื่องเกือบตลอดเวลาโดยมีการหยุดชะงักน้อยมากเมื่อใช้ระบบนี้ ตามการวิจัยที่เผยแพร่โดย Grain Systems International ในปี 2022 สถานที่ที่เปลี่ยนจากเครื่องลำเลียงแบบสกรูมาใช้เครื่องยกถัง (bucket elevators) พบว่าระยะเวลาการหยุดทำงานที่ไม่คาดคิดลดลงเกือบสามในสี่เมื่อประมวลผลข้าวโพด ความน่าเชื่อถือในระดับนี้มีความสำคัญอย่างมากในการดำเนินงานประจำวันที่ทุกนาทีมีค่า
| ประเภทระบบ | ความจุสูงสุด (ตัน/ชั่วโมง) | การใช้พลังงาน (kWh/ตัน) |
|---|---|---|
| ลิฟท์ถัง | 150 | 0.8 |
| เครื่องลำเลียงแบบลม | 75 | 1.9 |
| โซ่ลาก | 100 | 1.2 |
เครื่องยกถังสามารถจัดการวัสดุได้มากกว่าทางเลือกที่ใช้พลังงานเท่ากัน 50–100% ในขณะที่ใช้พลังงานน้อยกว่า 35% ต่อตันที่เคลื่อนย้าย
สหกรณ์ผลิตอาหารสัตว์ในภูมิภาคมิดเวสต์ได้ปรับปรุงสถานที่ด้วยเครื่องยกถังแบบปล่อยโดยแรงเหวี่ยง จนได้ผลลัพธ์ดังนี้:
การปรับปรุงนี้สนับสนุนการเปลี่ยนผ่านไปสู่กำหนดการผลิต 24 ชั่วโมงโดยไม่ต้องเพิ่มกำลังคน เพื่อเป็นไปตามที่ระบุไว้ในรายงาน Industrial Conveying ปี 2023
เมื่อต้องเคลื่อนย้ายอาหารสัตว์ที่มีความเปราะบาง เช่น เม็ดอาหารสำหรับไก่ หรือส่วนผสมที่เปราะหักง่ายสำหรับหมู เครื่องยกแบบถัง (bucket elevators) จะโดดเด่นเป็นพิเศษ เพราะก่อให้เกิดความเสียหายต่อเม็ดอาหารน้อยมาก ซึ่งแตกต่างจากเครื่องลำเลียงแบบสกรูรุ่นเก่าที่โดยพื้นฐานแล้วจะบดย่อยวัสดุ หรือระบบลำเลียงแบบลมแรงดันที่พ่นอนุภาคด้วยความเร็วสูงจนทำให้เม็ดอาหารแตก เครื่องยกแบบถังทำงานโดยการตักอาหารอย่างแผ่วเบา จากนั้นยกขึ้นไปในแนวตั้งอย่างมีการควบคุม ตามรายงานการวิจัยอุตสาหกรรมที่ตีพิมพ์ในวารสาร Feed Production Quarterly เมื่อปีที่แล้ว โรงงานผลิตอาหารสัตว์ที่เปลี่ยนมาใช้เครื่องยกแบบถังมีปริมาณเม็ดอาหารที่แตกหักลดลงประมาณ 63 เปอร์เซ็นต์ เมื่อเทียบกับการใช้วิธีอื่น นอกจากนี้ เนื่องจากเครื่องเหล่านี้มีโครงสร้างล้อมรอบ จึงไม่ก่อให้เกิดฝุ่นฟุ้งกระจาย และช่วยรักษาสภาพของอาหารสัตว์ให้คงสมบูรณ์ตั้งแต่จุดที่นำเข้าจนถึงจุดที่ปล่อยออก
องค์ประกอบทางวิศวกรรมหลักที่ทำให้เครื่องยกแบบถังเหมาะกับวัสดุที่เปราะบาง
โรงงานผลิตอาหารสัตว์แห่งหนึ่งในเขต Midwest ที่ดำเนินการผลิตอาหารสุกร 85 ตันต่อชั่วโมง เปลี่ยนระบบลำเลียงแบบลมอัดที่สึกหรอแล้ว เป็นเครื่องยกแบบถังตักปล่อยด้วยแรงเหวี่ยง ผลการทดสอบหลังติดตั้งพบว่า:
| เมตริก | ก่อนหน้านี้ | หลังจาก 12 เดือน | การปรับปรุง |
|---|---|---|---|
| การเกิดเศษละเอียด | 4.8% | 1.2% | 75% |
| อัตราการคงเหลือของวิตามิน | 82% | 94% | 15% |
| ต้นทุนของเสียรายปี | $168k | $41k | $127k ที่ประหยัดได้ |
เส้นโค้งการปล่อยช้าและแรงกระแทกที่ลดลงช่วยรักษาโครงสร้างของวัสดุอาหารโดยยังคงอัตราการผ่านต่อเนื่องไว้ได้ ต้นทุนการบำรุงรักษาก็ลดลง 40% เนื่องจากออกแบบเชิงกลที่เรียบง่ายกว่า โดยต้องการการตรวจสอบเพียงไตรมาสละครั้ง
ลิฟต์ถังมีประสิทธิภาพเหนือกว่าระบบลำเลียงแบบนิวแมติกทั้งในด้านการใช้พลังงานและต้นทุนการดำเนินงาน ในขณะที่ยังคงรักษาระดับความสามารถในการลำเลียงที่เทียบเท่ากันไว้ ข้อได้เปรียบเชิงกลนี้เกิดจากกลไกการถ่ายโอนโดยตรง ซึ่งไม่จำเป็นต้องใช้การอัดอากาศหรือการสร้างสุญญากาศ
เครื่องยกถังทำงานโดยอาศัยแรงโน้มถ่วงในการเคลื่อนย้ายวัสดุลงมา ทำให้เกิดแรงต้านทานน้อยกว่าระบบขนส่งแบบลมอัด ซึ่งช่วยลดการใช้ไฟฟ้าได้ประมาณ 30 ถึงแม้กระทั่ง 50 เปอร์เซ็นต์ ระบบปั๊มลมจำเป็นต้องใช้พลังงานอย่างต่อเนื่องเพื่อให้อากาศเคลื่อนที่เร็วพอที่จะพาวัสดุผ่านท่อ โดยทั่วไปต้องใช้ความเร็วมากกว่า 20 เมตรต่อวินาที เพื่อให้วัสดุลอยอยู่ได้ ส่วนเครื่องยกถังนั้น? โดยปกติจะทำงานอย่างมั่นคงที่ต่ำกว่า 3 เมตรต่อวินาที การทดสอบในอุตสาหกรรมแสดงให้เห็นว่า ระบบเชิงกลเหล่านี้สามารถประหยัดค่าใช้จ่ายด้านพลังงานได้ระหว่าง 12 ถึง 18 เปอร์เซ็นต์ เมื่อนำไปใช้ในกระบวนการผลิตต่างๆ เช่น การผลิตอาหารสัตว์ ซึ่งการดำเนินงานที่สม่ำเสมอมีความสำคัญอย่างมากต่อผลกำไรของธุรกิจ
เมื่อพูดถึงการประหยัดค่าพลังงาน ตัวเลขมีความชัดเจนในตัวเอง เครื่องยกแบบถังมาตรฐานขนาด 100 TPH มีค่าใช้จ่ายด้านไฟฟ้าอยู่ที่ประมาณ 8 ถึง 12 ดอลลาร์ต่อชั่วโมง ในขณะที่ระบบปั๊มลมที่คล้ายกันอาจทำให้ผู้ประกอบการเสียค่าใช้จ่ายระหว่าง 18 ถึง 25 ดอลลาร์ต่อชั่วโมง ซึ่งเป็นความแตกต่างที่ค่อนข้างมากเมื่อเวลาผ่านไป นอกจากนี้ ยังมีชิ้นส่วนที่สึกหรอน้อยกว่ามาก เพราะเครื่องยกแบบถังไม่จำเป็นต้องใช้ชิ้นส่วนเสริมต่างๆ เช่น ตัวกรอง พัดลมเป่า หรือประตูอากาศที่ระบบปั๊มลมต้องการ โรงงานหลายแห่งพบว่าค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาประจำปีลดลงประมาณ 40% หลังจากการเปลี่ยนระบบ และพวกเขาก็ไม่ได้แค่ประหยัดเงินเท่านั้น รายงานจากอุตสาหกรรมใน Feed Production Quarterly เมื่อปีที่แล้วระบุว่า จำนวนเหตุการณ์ที่ทำให้เกิดการหยุดทำงานลดลงประมาณสองในสาม
โรงสีอาหารสัตว์กำลังนำกลยุทธ์การปรับปรุงระบบเป็นขั้นตอนมาใช้:
โรงสีสามารถประหยัดพื้นที่ภายในโรงงานได้อย่างมากเมื่อเปลี่ยนจากระบบสายพานลำเลียงมาเป็นลิฟต์ถังที่ยกวัสดุขึ้นด้านบนแทนการลำเลียงไปตามแนวราบ พื้นที่บางส่วนของการดำเนินงานรายงานว่าสามารถประหยัดพื้นที่ได้ประมาณ 15 ถึงแม้กระทั่ง 20 เปอร์เซ็นต์เพียงแค่เปลี่ยนระบบนี้ ข้อได้เปรียบที่แท้จริงคือความสามารถในการจัดวางสิ่งของในลักษณะซ้อนชั้น โรงงานสามารถขยายพื้นที่เก็บวัตถุดิบได้โดยไม่สูญเสียการเข้าถึงพื้นที่ทำงานหลัก ซึ่งทำให้เกิดความแตกต่างอย่างมากสำหรับโรงสีที่ต้องจัดการกับส่วนผสมต่างๆ จำนวนมาก บางครั้งอาจมากกว่า 50 ชนิด เมื่อหลุมรับวัตถุดิบ อุปกรณ์การแปรรูป และไซโลเก็บวัตถุดิบขนาดใหญ่ถูกจัดวางในแนวตั้งแทนที่จะแผ่ออกไปในแนวนอน ก็จะลดความจำเป็นในการขนส่งระยะไกลระหว่างจุดต่างๆ ผู้ปฏิบัติงานรายงานว่าการลำเลียงในแนวราบลดลงประมาณ 70 เปอร์เซ็นต์ จากการศึกษาวิจัยของอุตสาหกรรมโดย TaalTech เมื่อปีที่แล้ว
บักเก็ตเอเลเวเตอร์รุ่นใหม่สามารถผลิตได้ 150–400 ตัน/ชั่วโมง โดยใช้พื้นที่เพียง 2.4 x 2.4 เมตร ซึ่งน้อยกว่าระบบแรงดันอากาศที่มีความสามารถเท่ากันถึง 80% การออกแบบแบบมอดูลาร์ทำให้สามารถติดตั้งเพิ่มเติมในโครงสร้างเดิมได้ โดยโรงสีอาหารสัตว์แห่งหนึ่งในโคโลราโดสามารถลดพื้นที่ของเครื่องลำเลียงได้ 60% ในขณะที่เพิ่มกำลังการผลิตได้ 22% โดยใช้บักเก็ตเอเลเวเตอร์แบบสองขาพร้อมระบบระบายแบบเหวี่ยง
บริษัทผลิตอาหารสัตว์ปีกในภูมิภาคมิดเวสต์ของสหรัฐฯ ได้เปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่เมื่อพวกเขาเปลี่ยนเครื่องลำเลียงแนวนอนรุ่นเก่า เป็นลิฟต์ถังแบบความเร็วสูง การเปลี่ยนแปลงนี้ช่วยลดพื้นที่บนพื้นโรงงานลงเกือบ 40% จากเดิมที่ต้องใช้พื้นที่ประมาณ 1,200 ตารางเมตร เหลือเพียง 745 ตารางเมตร ซึ่งถือว่าน่าประทับใจมาก โดยยังคงสามารถรักษาระดับการผลิตได้เท่าเดิมที่ 125 ตันต่อชั่วโมง การออกแบบแนวตั้งทำให้มีพื้นที่ว่างสำหรับการตรวจสอบคุณภาพขั้นใหม่ ซึ่งไม่สามารถทำได้มาก่อนหน้านี้ เพราะระบบแนวนอนรุ่นเก่าขวางทางการไหลของกระบวนการผลิตอยู่ตลอดเวลา โครงการทั้งหมดได้รับการวางแผนอย่างรอบคอบ เพื่อไม่ให้กระทบต่อการผลิตระหว่างการขยายโรงงานเมื่อปีที่แล้ว
ในกระบวนการแปรรูปอาหารสัตว์ (รายงานการจัดการวัสดุจำนวนมาก ปี 2023) ผ่านการออกแบบเฉพาะทาง 98.5% ของเวลาทำงาน ลิฟต์ถังรุ่นใหม่มีความเรียบง่ายทางกลไก ผสมผสานกับระบบตรวจสอบขั้นสูง ทำให้เกิดความน่าเชื่อถือที่ไม่มีทางเลือกอัตโนมัติใดเทียบเท่า
ความทนทานของระบบเกิดจากสี่องค์ประกอบหลัก:
ด้วยชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวหลักเพียงสามชิ้น (ชุดขับเคลื่อน, เข็มขัด, ถังยก) ลิฟต์ถังจึงประสบปัญหา การเสียหายทางกลน้อยลง 62% มากกว่าเครื่องลำเลียงแบบนิวเมติก ความเรียบง่ายนี้สอดคล้องกับผลการศึกษาด้านเทคโนโลยีเซ็นเซอร์ที่แสดงให้เห็นว่าการออกแบบที่ต้องการการบำรุงรักษาน้อยจะช่วยเพิ่มความต่อเนื่องในการดำเนินงานของระบบการจัดการวัสดุ
ผู้ประกอบการชั้นนำใช้แนวทางดังต่อไปนี้:
มาตรการเหล่านี้ช่วยให้โรงสีสามารถบรรลุ <3% เวลาหยุดทำงานโดยไม่ได้วางแผน ในขณะที่ยืดอายุการใช้งานของชิ้นส่วนได้เพิ่มขึ้น 40–60% เมื่อเทียบกับแนวทางการบำรุงรักษาแบบตอบสนอง
เครื่องยกถังช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการแปรรูปอาหารสัตว์ โดยการเคลื่อนย้ายวัสดุอย่างต่อเนื่องโดยไม่หยุด ลดการใช้พลังงาน และลดการแตกหักของอาหารสัตว์เมื่อเทียบกับระบบเก่า
เครื่องยกถังใช้พลังงานน้อยกว่าถึง 50% มีความล้มเหลวทางกลน้อยกว่า และลดต้นทุนการดำเนินงานเนื่องจากมีการออกแบบเชิงกลที่เรียบง่ายกว่าเมื่อเทียบกับระบบลม
เครื่องยกถังช่วยประหยัดพื้นที่โดยการเคลื่อนย้ายวัสดุในแนวตั้ง ทำให้สามารถใช้พื้นที่สถานที่ได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น และลดพื้นที่โดยรวมอย่างมีนัยสำคัญเมื่อเทียบกับระบบแนวนอน