VFFS vs. Horizontale Verpackungsmaschinen: Welche ist besser für Ihre Produktionslinie?

Kernbetriebsprinzipien: Wie VFFS und Horizontale Verpackungsmaschinen Arbeit

VFFS-Verpackungsmaschinen: Kontinuierliches Form-Fill-Seal in vertikaler Ausrichtung

Vertikale Form-, Füll- und Versiegelungsmaschinen (VFFS) funktionieren, indem sie Folie von einer Rolle durch eine sogenannte Formhülse ziehen, wodurch entlang des Prozesses eine vertikale Schlauchform entsteht. Die Produkte gelangen durch die obere Öffnung der Hülse ein. Die Schwerkraft verrichtet hierbei den größten Teil der Arbeit, insbesondere bei Produkten wie Granulaten, Pulvern und kleinen festen Gegenständen, die verpackt werden müssen. Die Maschine verfügt über Dichtbacken, die doppelt wirken: Sie bilden einerseits die Bodendichtung einer Beutel und bereiten andererseits direkt im Anschluss die Oberdichtung für den nächsten Beutel vor. Auf diese Weise ermöglichen sie einen kontinuierlichen Betrieb ohne Unterbrechung zwischen den Verpackungen. Einige der leistungsfähigeren Modelle können laut aktuellen Daten des Industry Efficiency Institute aus dem Jahr 2023 zwischen 60 und 200 Verpackungen pro Minute verarbeiten. Diese Systeme sind außerdem mit verschiedenen Materialien kompatibel, darunter Laminate, Aluminiumfolie und sogar einige umweltfreundliche Biokunststoffe, die als recycelbar zertifiziert sind. Ihr herausragendes Merkmal ist das kompakte Design, das nur wenig Bodenfläche beansprucht und dennoch gute Produktionsraten erzielt – eine Eigenschaft, die Hersteller besonders schätzen, wenn auf Fabriketagen der Platz knapp wird.

Horizontale Verpackungsmaschinen: Handhabung von vorgefertigten Beuteln, Flow-Wraps und L-Dichtungen

Horizontale Verpackungsmaschinen verarbeiten vorformierte Beutel oder rollenförmige Folie auf einer linearen Ebene. Die Produkte bewegen sich auf einem Förderband in voranschreitende Folienbahnen, wo die Beutel um sie herum gebildet werden – ideal für Snackriegel, medizinische Geräte oder zerbrechliche Artikel. Wichtige Konfigurationen umfassen:

• Flow-Wrappers : Umhüllen langgestreckte Produkte in kissenartige Verpackungen
• L-Dichter : Erzeugen seitlich versiegelte, manipulationssichere Beutel für Flüssigkeiten oder sensible Komponenten
• Systeme für vorgefertigte Beutel : Befüllen extern bereitgestellter Standboden- oder Reißverschlussbeutel mit hoher Präzision

Im Gegensatz zu VFFS können horizontale Systeme schwere Verschlüsse wie Ausgießer, Deckel oder Reißverschlüsse leicht integrieren und unterstützen sterile, wärmeempfindliche Abfüllungen oder schonende Handhabung, die vertikale Fallwege vermeidet. Dadurch eignen sie sich besonders gut für Anwendungen, bei denen Produktintegrität, regulatorische Einhaltung oder komplexe Formatgestaltung wichtiger sind als reine Geschwindigkeit.

Kompatibilität von Produkt und Verpackungsformat

Abgleich von Produktmerkmalen – Feststoffe, Granulate, Flüssigkeiten und Empfindliches – mit der Verpackungsmaschinenarchitektur

Vertikale Form-, Füll- und Versiegelungsmaschinen eignen sich am besten für Materialien, die sich leicht unter Schwerkraft bewegen, wie Granulate, Pulver und kleine feste Stücke. Diese Maschinen überzeugen besonders bei feuchtigkeitsempfindlichen Materialien, da sie die Luftexposition während des Befüllens minimieren – ein entscheidender Vorteil in Branchen wie der pharmazeutischen Industrie. Durch die vertikale Bewegung verbringen die Produkte weniger Zeit in der Maschine und haben geringeren Kontakt mit der Umgebung. Im Gegensatz dazu sind horizontale Maschinen besser geeignet für Flüssigkeiten, dickflüssige Pasten und empfindliche Artikel. Bei diesen Systemen werden die Produkte sanft in bereits geformte Beutel oder Schalen platziert, wodurch Beschädigungen durch Stöße oder Scherkräfte vermieden werden. Horizontale Anlagen können zudem unregelmäßig geformte Gegenstände verarbeiten, beispielsweise Elektronikbauteile, frisch gebackene Waren oder sogar medizinische Sets, dank spezieller Werkzeugausrüstungen und seitlicher Positionierungsfunktionen, die herkömmliche VFFS-Maschinen nicht bieten. Wenn Hersteller die Eigenschaften ihrer Produkte – wie Fließfähigkeit, Zerbrechlichkeit und Dicke – passgenau mit der geeigneten Maschinentechnik abstimmen, reduzieren sie laut aktueller Forschung aus dem vergangenen Jahr in Fachzeitschriften zur Verpackungseffizienz den Verpackungsabfall typischerweise um etwa 18 %.

Verpackungsform-Vielfalt: Standbodenbeutel (VFFS) im Vergleich zu Schlauchbeuteln, Umwicklungen und L-Dichtungen (horizontal)

VFFS bleibt die bevorzugte Wahl für die Herstellung großer Mengen Stand-up-Beutel, einschließlich solcher mit Wiedervers verschlussfunktionen und Verschlüssen, die üblicherweise für Snackpackungen und konzentrierte Flüssigkeiten verwendet werden. Diese Systeme erreichen typischerweise eine Folienausnutzung von rund 90 % bei der Erstellung von Pillow-Pack-Formaten. Horizontale Verpackungslösungen bieten jedoch andere Vorteile. Sie verarbeiten ein breiteres Formatspektrum. Flow-Wraps eignen sich hervorragend zum Verpacken von Müsliriegeln und Süßigkeiten, während L-Siegelmaschinen vollständig versiegelte, manipulationssichere Verpackungen erzeugen, wie sie in medizinischen Anwendungen erforderlich sind. Systeme für vorgefertigte Beutel ermöglichen zudem aufwändigere, verkaufsfertige Designs, wie z. B. Ausgestülpte Beutel mit Sichtfenstern oder einzigartig geformte Behälter. Der Hauptnachteil von VFFS besteht darin, dass beim Formatwechsel ganze Folienrollen ausgetauscht werden müssen, während horizontale Maschinen schnell zwischen Tablettversiegelung, Flow-Wrapping und Beutelfüllung wechseln können. Dies macht sie besonders attraktiv für Unternehmen, die ihre Verpackungen regelmäßig etwa alle drei Monate aktualisieren. Dennoch ist anzumerken, dass VFFS bei gleichbleibenden, hochvolumigen Produktionsläufen über stabile Produktlinien hinweg weiterhin einen deutlichen Vorteil bezüglich der Gesamtbetriebskosten bietet.

Leistung, Platzbedarf und Gesamtbetriebskosten

Durchsatzrealitäten: 60–200 ppm (VFFS) im Vergleich zu 40–120 ppm (Horizontal) – unter Berücksichtigung von Ausfallzeiten und Effizienz des Maschinenwechsels

Vertikale Form-, Füll- und Versiegelungsmaschinen können bei der Verarbeitung leicht fließender Produkte zwischen 60 und 200 Packungen pro Minute verarbeiten, da sie kontinuierlich ohne Unterbrechung arbeiten und während des Befüllens von der Schwerkraft profitieren. Die horizontalen Versionen schaffen üblicherweise etwa 40 bis 120 Packungen pro Minute, weisen jedoch Einschränkungen auf, da sie regelmäßig anhalten müssen, um Aufgaben wie das Beladen von Beuteln, das Positionieren von Produkten und den Abschluss des Versiegelungsvorgangs durchzuführen. Bei den tatsächlichen Produktionszahlen spielen auch Rüstzeiten eine große Rolle. Die Umrüstung bei VFFS-Maschinen dauert im Allgemeinen zwischen 5 und 15 Minuten, beispielsweise zum Wechseln von Folienrollen oder zum Austausch von Formhülsen. Horizontale Maschinen benötigen dagegen deutlich mehr Zeit, oft über 20 Minuten allein, um zwischen verschiedenen Modi wie Flowpack- und L-Siegel-Konfiguration zu wechseln oder Förderbandeinstellungen für Tray-Systeme anzupassen. Bei nicht geplanter Stillstandszeit zeigt sich ein weiterer Vorteil der VFFS-Technologie. Horizontale Verpackungsmaschinen weisen jährlich etwa 12 bis 18 Prozent mehr ungeplante Störungen auf, verursacht durch Probleme wie falsches Einlegen von Beuteln, Schwierigkeiten mit der Folienführung und Staus. Diese Probleme treten bei horizontalen Systemen häufiger auf, einfach weil sie komplexere Mechaniken enthalten und stark darauf angewiesen sind, dass sich die Bauteile während des Betriebs präzise ausrichten.

Fußabdruck und Anlagenintegration: Effizienz des vertikalen Stapels im Vergleich zu den Anforderungen der linearen Anordnung

Vertikale Form-, Füll- und Versiegelungsmaschinen (VFFS) sparen tatsächlich Platz, da die Produkte senkrecht durch die Maschine transportiert werden. Die meisten Anlagen benötigen weniger als 15 Quadratmeter, selbst wenn sie mit Kontrollwaagen, Metall­detektoren oder Datencodiergeräten ausgestattet sind. Horizontale Systeme funktionieren anders; sie erfordern geradlinige Anordnungen, bei denen Standardinstallationen allein für Förderbänder, Formbereiche, Kühlabschnitte und Zwischenlager nach der Verarbeitung zwischen 25 und 40 Quadratmetern beanspruchen können. Deshalb eignen sich VFFS-Maschinen besonders gut für Fabriken mit beengtem Platzangebot oder bei Modernisierungsmaßnahmen. Im Gegensatz dazu sind horizontale Linien sinnvoller bei Neubauten mit ausreichender Raumhöhe und genügend Platz für zukünftige modulare Erweiterungen.

TCO-Vergleich: Erstinvestition, Wartungsaufwand und Verfügbarkeit von Ersatzteilen für Verpackungsmaschinen

Die Gesamtbetriebskosten (TCO) müssen den Kaufpreis im Verhältnis zu Energieverbrauch, Wartungshäufigkeit, Materialverschnitt und Restwert bewerten. Obwohl horizontale Maschinen oft 15–30 % niedrigere Anschaffungskosten aufweisen, bietet VFFS messbare langfristige Vorteile:

• Energieeffizienz : Vereinfachte Mechanik und weniger Aktuatoren senken den Energieverbrauch um ~20 %
• Materialabfall : Folienverstellung und Bahnzugkraftprobleme verursachen bei horizontalen Systemen 8–10 % Verschnitt, gegenüber nur 2–3 % bei gut kalibrierten VFFS-Anlagen
• Wartungsaufwand : Horizontale Siegelmaschinen erfordern aufgrund dichterer Bauteilanzahl in den Siegelköpfen, servogesteuerten Förderbändern und Mehrachsen-Synchronisation ca. 30 % mehr jährliche Wartungsstunden
  Der Restwert unterstreicht dies: Hochleistungs-VFFS-Anlagen behalten nach fünf Jahren rund 40 % ihres Neuwerts – im Vergleich zu etwa 25 % bei vergleichbaren horizontalen Maschinen – was ihre Langlebigkeit bei kontinuierlichem, hochfrequentem Einsatz widerspiegelt.

Anlagenintegration und branchenspezifische Eignung

Kompatibilität der Zuführsysteme: Wiegemaschinen, Schneckenfüller und Robotik im Vergleich zwischen VFFS- und Horizontalverpackungsmaschinen

Vertikale Form-, Füll- und Versiegelungssysteme funktionieren sehr gut mit über Kopf angeordneten Zuführeinrichtungen wie Mehrkopfwaagen, Schneckenfüllern und den uns allen bekannten Vibrationsförderern. Das Material fällt einfach durch die Schwerkraft in den Formkragen, wodurch die Automatisierung des gesamten Prozesses deutlich vereinfacht wird. Roboterarme können die befüllten Beutel direkt am Austrag greifen, ohne viel Platz oder eine komplizierte Infrastruktur zu benötigen. Horizontale Modelle sind dagegen anders. Sie erfordern eine exakte Abstimmung zwischen Förderbändern, Pick-and-Place-Robotern und der Bewegung der Folie. Das bedeutet, dass Ingenieure besonders sorgfältig bei den Maßen sein müssen und die Steuerungen recht komplex werden. Aufgrund ihres geradlinigen Designs verarbeiten horizontale Maschinen seitlich platzierte Produkte besser. Deshalb werden sie oft für bereits verpackte Waren, zusammengebaute Trayverpackungen oder jegliche Produkte bevorzugt, bei denen die genaue Ausrichtung beim Befüllen wichtig ist.

Wichtigste Branchenanwendungen: Lebensmittel, Pharma und Konsumgüter – Anwendungsfälle für jede Verpackungsmaschinentyp

Bei Lebensmittelproduktionslinien dominieren vertikale Form-, Füll- und Versiegelungsmaschinen für Snack-Lebensmittel, Frühstücksgetreide, Kaffeeerzeugnisse und Tiernahrung. Diese Anlagen können aufrecht stehende Beutel zuverlässig mit einer Geschwindigkeit von 60 bis 200 Stück pro Minute produzieren. Pharmaunternehmen verfolgen hingegen einen völlig anderen Ansatz und setzen überwiegend horizontale Anlagen für Produkte wie Blisterpackungen, sterile L-versiegelte Medizinproduktbehälter sowie verschiedene Ampullen- oder Kartonverpackungsprozesse ein. Warum? Weil sie eine schonende Produktbehandlung benötigen, die Einhaltung der ISO-Standards in ihren Einrichtungen sicherstellen und detaillierte Validierungsdokumentationen vorlegen müssen, die keinesfalls beeinträchtigt werden dürfen. Hersteller im Bereich Konsumgüter verteilen ihren Maschineneinsatz meist nach dem Prinzip, was am besten funktioniert. Horizontale Verpackungsmaschinen kommen bei Elektronikartikeln in Schachteln, Schönheitsprodukten und Werkzeug-Sets zum Einsatz, wo das Erscheinungsbild eine große Rolle spielt. VFFS-Maschinen hingegen verarbeiten Artikel wie Nachfüllpackungen für Flüssigseife, portionierte Vitaminpackungen und flexible Beutel-Snacks für Haustiere. Letztlich basieren diese Entscheidungen auf den jeweils wichtigsten betrieblichen Prioritäten: Lebensmittelhersteller legen Wert auf Geschwindigkeit und Durchsatz, Pharmaunternehmen fordern Präzision und regulatorische Konformität, während Konsumgüterhersteller versuchen, ansprechende Verpackungen, ökologische Aspekte und sich wandelnde Produktangebote unter einen Hut zu bringen.

FAQ-Bereich

Was ist eine VFFS-Maschine?

Eine VFFS-Maschine ist eine Vertikale Form-, Füll- und Versiegelungsmaschine, die aus einer Folienrolle Beutel herstellt, diese mit Produkten befüllt und verschließt – alles entlang einer vertikalen Achse.

Welche Hauptprodukte werden bei Horizontalmaschinen verwendet? Verpackungsmaschinen ?

Horizontalmaschinen verarbeiten typischerweise vorgefertigte Beutel, Flow-Wraps und L-Versiegelungen und eignen sich für Artikel wie Snackriegel, medizinische Geräte und zerbrechliche Produkte.

Welche Maschine ist hinsichtlich der Raumnutzung effizienter?

VFFS-Maschinen sind platzsparender aufgrund ihres vertikalen Stapeldesigns und eignen sich daher ideal für Fabriken mit begrenztem Bodenraum.