اختيار آلة التغليف المناسبة لأنواع مختلفة من الأكياس

هيكل الكيس يحدد آلة التعبئة العمارة

الأكياس الواقفة ( دويباك ) وآلات التشكيل-التعبئة-الإغلاق الرأسية (VFFS)

Vffs آلات التعبئة لقد استحوذت آلات التعبئة في أكياس قائمة بذاتها تقريبًا على سوق تعبئة الأكياس القائمة بذاتها. وتقوم هذه الآلات بإنشاء الكيس بالكامل، بما في ذلك طيّة القاعدة المهمة جدًّا، مباشرةً من لفائف الفيلم، مع منح الأكياس قدرتها على الوقوف بشكل مستقل على رفوف المتاجر في عملية واحدة سلسة. ويمكن لأنظمة التشكيل-التعبئة-الإغلاق الرأسية (VFFS) الحديثة إنتاج أكثر من ١٥٠ كيسًا كل دقيقة، بدقة تعبئة ضمن نصف بالمئة، ما يجعلها مثاليةً للعمليات السريعة في مجالَي الأغذية والمشروبات، حيث يتعيّن أن تبدو المنتجات جذّابةً على الرفوف وأن تمرّ بسرعةٍ عبر خطوط الإنتاج. ومع ذلك، هناك أمرٌ واحدٌ يجب على المشغلين الانتباه إليه بعنايةٍ شديدة: مشاكل توافق الفيلم. فمواد الفيلم المُرقّقة خاصةً تتطلّب اهتمامًا دقيقًا بإعدادات درجة الحرارة أثناء عملية الإغلاق، وإلا فإن وصلات الإغلاق لن تثبت بشكلٍ صحيح.

الأكياس الوسادية: آلات التشكيل-التعبئة-الإغلاق الأفقية (HFFS) مقابل آلات تعبئة الأكياس الجاهزة

آلات HFFS ممتازة لتصنيع أكياس الوجبات الخفيفة على شكل وسادة بسرعة فائقة. حيث تقوم هذه الآلات أولاً بتشكيل الكيس عبر الجهاز ثم تملؤه، وبذلك تصل إلى سرعات تقارب ٢٠٠ كيس في الدقيقة بالنسبة للمنتجات مثل رقائق البطاطس والبسكويت. أما الخيار الآخر فهو آلات تعبئة الأكياس المُصنَّعة مسبقاً، والتي تعمل مع أكياسٍ جاهزة التصنيع بدلاً من ذلك. وتُعد هذه الآلات عادةً أكثر ملاءمةً للمنتجات التي تنكسر بسهولة أو ذات الأشكال غير المنتظمة، نظراً لأنها تتعامل معها بلطفٍ أكبر بكثير. ووفقاً لأبحاث نشرتها مجلة «باكاجينغ دايجست» (Packaging Digest) في عام ٢٠٢٣، شهدت الشركات انخفاضاً بنسبة ١٨٪ تقريباً في هدر المنتج عند الانتقال إلى أنظمة التعبئة المسبقة التصنيع للسلع الهشة، وذلك بسبب انخفاض الإجهاد الواقع على العبوات طوال العملية برمتها. وللأعمال التجارية التي تسعى عادةً إلى تعظيم الإنتاج مع خفض التكاليف في الوقت نفسه، فإن استخدام آلات HFFS يُعتبر خياراً منطقياً. لكن إذا كان المنتج يحتاج إلى عناية خاصة، أو يتطلب متطلبات تغليف غير اعتيادية، أو يحتوي تفاصيل ترويجية معقدة، فإن اللجوء إلى آلات التعبئة المسبقة التصنيع غالباً ما يُعطي نتائج أفضل، رغم ارتفاع الاستثمار الأولي المطلوب.

أكياس متخصصة — ذات جيوب جانبية، وختم ثلاثي الجوانب، وPacXpert® — ومتطلبات آلات التعبئة المخصصة لها

عندما يتعلق الأمر بأكياس التغليف المتخصصة، فإن الشركات المصنعة تحتاج إلى تجهيزات ماكينات مُخصَّصة. فعلى سبيل المثال، تتطلب أكياس الجيوب الجانبية وجود فكّات إغلاق جانبية لإنشاء تلك الجوانب القابلة للتمدد. أما أكياس الإغلاق الثلاثي الجوانب فهي تعمل بشكل مختلفٍ تمامًا، وتعتمد بالفعل على أنظمة محاذاة دقيقة لضمان اتساق حواف الإغلاق خلال دفعات الإنتاج المختلفة. ومن ثم تأتي أكياس النمط «باكسيبرت» (PacXpert) التي تتطلّب ماكينات تعبئة ذات حركتين في آنٍ واحد، لتقوم بتوسيع لوحة القاعدة في الوقت الذي تُفرِّغ فيه المنتج الفعلي. وعادةً ما تعمل هذه الأنواع من الماكينات المتخصصة بمعدل يتراوح بين ٤٠ و٧٠ كيسًا في الدقيقة، وهي سرعة أبطأ بالتأكيد مقارنةً بماكينات التغليف العمودية المستمرة (VFFS) أو الأفقية المستمرة (HFFS)، لكن هذا التنازل يستحقُّ العناء إذا كان الهدف هو الحفاظ على السلامة الهيكلية السليمة للكيس. كما أن درجة الحرارة تلعب دورًا كبيرًا جدًّا في عملية إغلاق المواد: فمواد الرقائق المُلصَّقة (Foil laminates) عادةً ما تتطلب درجات حرارة أعلى، تتراوح بين ١٦٠ و٢٠٠ درجة مئوية، بينما تعمل المواد الأحادية (mono materials) الصديقة للبيئة الجديدة بشكل أفضل عند درجات حرارة أقل، تتراوح بين ١٢٠ و١٥٠ درجة مئوية. وقبل الاستثمار في أي معدات، تأكَّد من أن المواصفات الفنية تتطابق مع متطلبات الكيس فيما يتعلَّق بتعدد أحجامه والطريقة التي تُركَّب بها طبقات الإغلاق.

شكل المنتج يُحدِّد تقنية التعبئة في آلات التغليف

الحالة الفيزيائية لمنتجك تشكّل بشكلٍ أساسي الطريقة المثلى للتعبئة داخل آلات التغليف. فكلٌّ من السوائل والمساحيق والحبوب يتطلّب تقنيات مختلفة لتحقيق الدقة والحفاظ على النظافة ودعم الإنتاج الفعّال.

المنتجات السائلة: ماكينات تعبئة بالضخ الحلزوني، وماكينات تعبئة بالكبسون، وماكينات تعبئة حجمية لتحقيق الدقة والنظافة

عند التعامل مع المنتجات السائلة التي تتراوح من المشروبات الخفيفة إلى المعاجين الكثيفة، تصبح معدات التعبئة المناسبة ضرورية لتجنب مشكلات التلوث والحفاظ على أحجام دقيقة طوال دورات الإنتاج. وتُعتبر ماكينات التعبئة بالكبس (Piston fillers) فعّالة جدًّا في التعامل مع تلك المواد الصعبة مثل مستخلصات الفواكه اللبّية أو المواد الكاشطة، حيث تحقق دقة تبلغ نحو نصف بالمئة وفقًا لبيانات رابطة التغليف المرنة (Flexible Packaging Association) من العام الماضي. أما في التطبيقات التي تكون فيها العقمية أمرًا حاسمًا، فإن المضخات الدوارة (peristaltic pumps) تبرز بوضوح، لأنها تدفع المادة عبر أنابيب مغلقة فقط. وهذا يجعلها مناسبة بشكل خاص للمنتجات مثل الأدوية والمواد الغذائية الحساسة، حيث لا يُسمح بأي احتمال لتلوث متبادل. وتتبع ماكينات التعبئة الحجمية (Volumetric fillers) نهجًا مختلفًا عبر التحكم في مدة تدفق السائل، وهي بذلك مناسبة جدًّا لتعبئة الزيوت أو المنظفات الصناعية بشكلٍ ثابتٍ في كل مرة. وما الذي يجمع كل هذه الأنظمة معًا؟ إنها تتبع بروتوكولات تنظيف صارمة تتوافق مع متطلبات كلٍّ من إدارة الأغذية والأدوية الأمريكية (FDA) ولجنة هندسة التجهيزات الصحية الأوروبية (EHEDG)، كما أنها تتعامل مع المنتجات بلطف دون إلحاق الضرر بها، وتزود إما بوظيفة التنظيف في الموقع (CIP) أو التعقيم في الموقع (SIP) لتسهيل عملية التنظيف بين الدفعات.

المساحيق والحبوب: أنظمة التغليف بالبرغي اللولبي، وكؤوس القياس الحجمي، وأنظمة الوزن متعددة الرؤوس

عند التعامل مع المواد ذات التدفق الحر مثل المساحيق والحبوب والبذور والرقائق، يواجه المصنّعون عدة مشكلات شائعة تتراوح بين توليد الغبار وحدوث التكتل وتفاوت مستويات الكثافة عبر الدفعات. وتُعد أنظمة التعبئة بالبرغي اللولبي فعّالة جدًّا للمنتجات التي لا تتأثر بالهواء أثناء المعالجة، مثل السكر أو الدقيق، وتتميّز هذه الآلات عمومًا بدقة تبلغ نحو ١٪، وهي دقة جيدة جدًّا لمعظم التطبيقات. أما ملء الأكواب الحجمية فهو خيارٌ آخر، خاصةً عند التعامل مع المواد الحبيبية الموحَّدة مثل الأرز أو حبوب القهوة. وتستخدم هذه الأنظمة أكوابًا قابلة للضبط لقياس الكميات بسرعة. وفي الحالات التي تتطلب دقةً عاليةً جدًّا تصل إلى ٠٫١٪، تصبح الموازين متعددة الرؤوس ضرورية. وتتعامل هذه الأنظمة المتقدمة مع مواد صعبة مثل التوابل أو المكملات الغذائية الراقية، حيث تؤثِّر حتى أصغر التغيرات في الوزن تأثيرًا كبيرًا. وتتحقق هذه الدقة من خلال دمج المدخلات القادمة من عدة صوامع في وقتٍ واحدٍ للوصول إلى أوزان مستهدفة دقيقة. وعند تركيب أيٍّ من هذه الأنظمة، من المهم أخذ عوامل عدّة في الاعتبار، مثل توفير معدات سحب الغبار المناسبة، وضمان أن تكون جميع الأسطح المتلامسة مصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ المصقول، وإدراج ميزات تساعد على منع انسداد المواد (التقسّط) عبر الاهتزازات الخاضعة للتحكم أو آليات التحريك.

الإغلاق والتكامل وتوافق المواد في آلات التعبئة الحديثة

إدخال الفوهة وآلات التعبئة ذات الوظيفتين للأكياس ذات الفوهة

يتطلب تصنيع الأكياس ذات الفوهة معدات خاصة قادرة على تركيب الفوهة وتعبئة العبوة في آنٍ واحد. ولذلك تُستخدم تلك الآلات متعددة الوظائف. فهي تلغي الخطوة الإضافية التي كان العمال يقومون بها عادةً لإضافة الفوهات لاحقًا، مما يسرّع العملية ويوفّر التكاليف المرتبطة بالعمالة. كما أن تحقيق المحاذاة الدقيقة بين جميع المكونات أمرٌ في غاية الأهمية، إذ قد تؤدي أدنى درجة من سوء المحاذاة إلى حدوث تسريبات عند التعامل مع سوائل كثيفة مثل الشراب أو زيت المحركات. وغالبًا ما تلاحظ الشركات التي توسع خطوط إنتاجها انخفاضًا بنسبة تتراوح بين ١٥٪ و٢٠٪ في تكاليف التشغيل بعد الانتقال إلى هذه الأنظمة المتكاملة، فضلًا عن قدرتها على الاستمرار في إنتاج أكثر من ٢٠٠ وحدة كل دقيقة. ومع ذلك، هناك عدة عوامل رئيسية يجب أخذها في الاعتبار: فنوع الفوهة له أهمية كبيرة — هل تكون أكثر كفاءة كغطاء لولبي أم ربما كغطاء قابل للطي؟ كما يجب أن تكون المواد المستخدمة قادرة على تحمل الضغط الداخلي الناتج أثناء عملية التعبئة بواسطة الآلة.

الإغلاق الحراري مقابل الإغلاق فوق الصوتي: ضمان السلامة والمتانة عبر المواد المركبة والمواد المبطنة بالألمنيوم والمواد الصديقة للبيئة

تُحدِّد تركيبة المادة الطريقة المثلى لإغلاق العبوة:

يُحقِّن إغلاق الحرارة الطبقات باستخدام درجة حرارة وضغط مضبوطين—وهو ما يجعله مثاليًّا للأفلام المعدنية التي تتطلَّب خصائص حاجزية قوية. أما إغلاق الموجات فوق الصوتية فيستخدم اهتزازات ذات تردد عالٍ لربط البلاستيكيات الحيوية الحساسة للحرارة دون أن تتعرَّض للتدهور الحراري. وكلا الطريقتين تمنعان التلوُّث وتُطيلان مدة صلاحية المنتج عند ضبطهما بدقة وفقًا لسماكة المادة ونقطة انصهارها وهيكل طبقاتها.

الأسئلة الشائعة

ما الدور الرئيسي لآلات VFFS في التعبئة؟

تقوم آلات VFFS أساسًا بإنشاء أكياس قائمة بذاتها وتعبئتها من لفائف الفيلم، وتنتج أكثر من ١٥٠ كيسًا في الدقيقة بكفاءة عالية وبدقة تعبئة ممتازة.

ما طريقة الإغلاق الأنسب للمواد البيئية؟

الختم بالموجات فوق الصوتية مثالي للمواد البيئية الحساسة، لأنه يعتمد على الربط الجزيئي القائم على الاهتزاز، مما يجنب التدهور الحراري.

لماذا تختار شركة ما آلات تعبئة الأكياس المُصنَّعة مسبقًا بدلًا من آلات التعبئة والتغليف الأفقية (HFFS)؟ آلات التعبئة ?

تُفضَّل آلات تعبئة الأكياس المُصنَّعة مسبقًا للمنتجات الهشة أو ذات الأشكال غير المنتظمة، لأنها تتعامل معها بلطفٍ أكبر وتقلِّل من هدر المنتج أثناء عملية التعبئة والتغليف.