راهنمای کامل انتخاب ماشین VFFS برای مواد غذایی سبک، پودرها و مایعات

چطور؟ ماشین vffs نحوه کار: اصول اساسی و اجزای کلیدی

درک اصل کار ماشین بسته‌بندی عمودی (Vertical Form-Fill-Seal)

دستگاه‌های شکل‌دهنده، پرکننده و درزگیرنده عمودی (VFFS) به‌صورت خلاصه VFFS نامیده می‌شوند، این دستگاه‌ها فیلم بسته‌بندی ساده را دریافت کرده و در یک مرحله کیسه‌های آماده‌شده را تولید می‌کنند. در ابتدای فرآیند، یک رول فیلم وارد قسمتی به نام یوغ تشکیل‌دهنده می‌شود که در واقع مواد را به شکل عمودی می‌غلطاند. در حالی که محصولات درون این ساختار لوله‌مانند حرکت می‌کنند، آن‌ها به درون کیسه پک می‌شوند، در همین حال قطعات خاص درزگیری به‌صورت عمودی در طول لبه‌ها حرکت کرده و درزهای محکم مورد نیاز را ایجاد می‌کنند. سپس عملیات افقی آغاز می‌شود، جایی که مجموعه دیگری از فک‌ها دو سر هر کیسه را می‌بندند و آن‌ها را برش می‌دهند. این دستگاه‌ها امروزه قادر به تولید حدود 200 عدد کیسه در دقیقه هستند. بر اساس برخی گزارش‌های صنعتی از Globenewswire در سال 2025، بازار جهانی این نوع دستگاه‌ها تا سال 2034 به حجمی معادل 5.32 میلیارد دلار آمریکا پیش‌بینی شده است.

اجزای اصلی دستگاه VFFS: از رول فیلم تا کیسه درزدار

کامپوننت	عملکرد
سیستم انتقال فیلم	فیلم را با کنترل دقیق کشش باز می‌کند
یوغ تشکیل‌دهنده	فیلم را به شکل لوله عمودی در می‌آورد
فک های نواری عمودی	ایجاد نوارهای جانبی پیوسته
فک های نواری افقی	نوار بندی قسمت بالا/پایین کیسه و برش واحد تکمیل شده

این اجزا به صورت هماهنگ کار می کنند تا تراز دقیق را تضمین کنند، ضایعات فیلم را به حداقل برسانند و شرایط بهداشتی را برای کاربردهای غذایی حفظ کنند.

فرآیند بسته بندی پیوسته: شکل دادن، پر کردن و نواربندی در یک جریان

VFFS اساساً بر اساس چرخه کار می‌کند. وقتی که یک کیسه پر و درز شد، فیلم به صورت خودکار به نقطه بعدی حرکت می‌کند. زمان انتظاری بین چرخه‌ها وجود ندارد که به این ترتیب خط تولید به صورت مداوم کار کند. قطعات موتوردار سروو در کار با مایعات و موارد دشوار واقعاً مفید هستند. منظور ما مواقعی است که حتی یک دهم میلی‌لیتر خطا در دوز می‌تواند منجر به نشتی در آینده شود. چیزی که این ماشین‌ها را متمایز می‌کند، ترکیب عمودی هر سه مرحله شکل‌دهی، پرکردن و درزکاری در یکجا است. این نوع چیدمان همچنین از فضا صرفه‌جویی می‌کند. کارخانه‌ها گزارش می‌دهند که نسبت به سیستم‌های افقی قدیمی که فضای زیادی را اشغال می‌کنند، حدود ۴۰ درصد فضای کف کمتری مورد نیاز است.

سرمایه‌گذاری نسبت به پنوماتیک: انتخاب سیستم محرکه مناسب VFFS

مقایسه ماشین‌های VFFS پنوماتیک و سروو-موتوردار

دستگاه‌های VFFS که با پنوماتیک کار می‌کنند به هوای فشرده برای حرکت دادن قطعات متکی هستند، که این امر باعث می‌شود در نگاه اول ارزان‌تر باشند (حدود ۲۵ هزار تا ۵۰ هزار دلار در مقایسه با ۶۰ هزار تا ۱۲۰ هزار دلار برای نسخه‌های سروو موتوری طبق گزارش Packaging Digest از سال گذشته). اما یک مشکل دارند و آن این است که مصرف برق آن‌ها حدود ۳۰٪ بیشتر است، چون کمپرسور همواره در حال کار کردن است. از سوی دیگر، سیستم‌های محرکه سروو به شیوه‌ای متفاوت عمل می‌کنند. این سیستم‌ها از موتورهای الکتریکی استفاده می‌کنند که کنترل بسیار بهتری روی گشتاور فراهم می‌کنند و این امکان را می‌دهند که درزگیری با دقتی در حد ۰٫۲ میلی‌متر انجام شود. این سطح از دقت زمانی اهمیت زیادی پیدا می‌کند که با فیلم‌های بسته‌بندی شکلاتی نازک یا کیسه‌های مایع دشوار کار می‌کنید که باید لبه‌های آن‌ها به خوبی شکل گرفته باشند. دستگاه‌های پنوماتیک برای عملیات کوچک‌مقیاس که معمولاً کمتر از ۴۰ کیسه در دقیقه تولید می‌کنند، مناسب هستند، در حالی که دستگاه‌های سروو می‌توانند به‌طور پیوسته بیش از ۲۰۰ کیسه در دقیقه تولید کنند و در عین حال همچنان در ترازپذیری دوزینگ دقت لازم را داشته باشند.

حرکت متناوب در مقابل حرکت پیوسته: تأثیر روی سرعت و دقت بسته‌بندی

سیستم‌های پنوماتیک با حرکات استارت-استاپ کار می‌کنند، چیزی که باعث ایجاد این مکث‌های کوچک در طول تولید می‌شود. به همین دلیل، خروجی واقعی معمولاً به حدود ۷۰ تا ۸۰ درصد از مقداری که از لحاظ نظری امکان‌پذیر است، ختم می‌شود. دستگاه‌های جدیدتر VFFS که با سروو موتور کار می‌کنند، متفاوت هستند. این دستگاه‌ها با حرکت پیوسته کار می‌کنند، بنابراین زمان چرخه را حدود ۲۲٪ کاهش می‌دهند. و اینجا چیزی جالب وجود دارد - این دستگاه‌ها همچنان موفق می‌شوند ضرر محصول را در هنگام کار با پودرها، زیر یک درصد نگه دارد. این امر بخاطر عملکرد همواری است که امکان تشکیل کیسه را در همان زمان پرکردن فراهم می‌کند. برای مواد غلیظ مانند سس‌ها، این موضوع بسیار مهم است، چون همه چیز باید به طور کامل هماهنگ شود. منظور ما این است که پمپ‌ها و صفحات اهرمی را طوری با هم کار کنیم که هماهنگی لازم را در کسری از ۰٫۳ ثانیه به دست آوریم.

چرا صنعت به سمت استفاده از دستگاه‌های VFFS با سروو موتور برای بسته‌بندی اسنک و مایعات حرکت می‌کند

بر اساس گزارش‌های اخیر صنعتی از سوی PMMI (2023)، حدود سه‌چهارم تولیدکنندگان سناک شروع به استفاده از دستگاه‌های VFFS مجهز به سروو موتور و توزین‌کننده‌های چندسری کرده‌اند تا در هنگام کار با محصولات پوشش‌دار از روغن بهتر عمل کنند. این دستگاه‌ها بهتر کار می‌کنند زیرا می‌توانند جهت حرکت خود را به‌سرعت تغییر دهند و این باعث می‌شود مواد چاشنی‌دهنده در هنگام بسته‌بندی از هم جدا نشوند. نکته‌ای که این فناوری را متمایز می‌کند، توانایی آن در ایجاد گشتاور سه برابری به‌صورت متناوب است. این به معنای جلوگیری از نشتی در کیسه‌های مایع‌پرکننده است، حتی زمانی که فقط یک چهارم ثانیه بین نقاط درزبندی فاصله وجود داشته باشد. همچنین نباید صرفه‌جویی در مصرف انرژی را فراموش کرد. واحدهایی که به این سیستم‌ها تغییر می‌دهند، حدود 40 درصد کاهش مصرف برق را نسبت به مدل‌های قدیمی پنوماتیک گزارش می‌دهند. برای عملیات بزرگی که بیش از 20 میلیون کیسه در سال تولید می‌کنند، بیشتر این واحدها بازگشت سرمایه خود را در بازه 18 تا 24 ماهه تجربه می‌کنند و این موضوع آن را به یک گزینه جذاب برای به‌روزرسانی خط بسته‌بندی تبدیل می‌کند.

تطبیق روش‌های پرکنی با نوع محصول: سناک‌ها، پودرها و مایعات

مقایسه سیستم‌های توزین حجمی، پیچ گوشتی، پیستونی و توزین ترکیبی

دستگاه‌های VFFS مدرن از سیستم‌های پرکننده مجزا استفاده می‌کنند که برای ویژگی‌های خاص محصول بهینه شده‌اند:

• پرکننده‌های حجمی فنجانی در مورد محصولات خشک یکنواخت مانند پفک، دقت خوبی دارند و می‌توانند به سرعت‌هایی تا ۱۲۰ کیسه در دقیقه دست یابند
• سیستم‌های مارپیچی پودرها و دانه‌ها را با دقت ±۱٪ پر می‌کنند که برای مخلوط‌های قهوه یا ادویه‌ها بسیار حیاتی است
• پرکننده‌های پیستونی مایعات غلیظ مانند سس‌ها را با نرخ ۰٫۵–۵ لیتر در دقیقه با استفاده از جابجایی مثبت پر می‌کنند
• توزین‌کننده‌های ترکیبی برای محصولات لوکس مانند شیرینی‌های فاخر دقت ۹۹٫۵٪ را فراهم می‌کنند اما ۲۰٪ فضای بیشتری نیاز دارند

بر اساس تحلیل‌های صنعتی از سیستم‌های پرکننده، توزین‌کننده‌های ترکیبی هزینه‌های اتلاف را برای محصولات نامنظم مانند مغزهای آمیخته به میزان ۱۸٪ نسبت به روش‌های حجمی کاهش می‌دهند.

بهینه‌سازی دوزدهی برای پودرها، گرانول‌ها و مایعات با استفاده از اگرها، پمپ‌ها و فیدرها

پودرها نیازمند طراحی اگر ضد الکتریسیته ساکن برای جلوگیری از پل‌زدن هستند، در حالی که گرانول‌های روان از فیدرهای ارتعاشی بهره می‌برند. کاربردهای مایع نیازمند پمپ‌های دنده‌ای برای روغن‌ها (50–500 سانتی‌پواز) یا پمپ‌های پریستلتیک برای داروهای حساس به برش هستند. سیستم‌های محرکه سروو میزان پرکردن را به صورت پویا تنظیم می‌کنند و با تغییر بین دوزهای 8 و 16 اونسی، ضایعات محصول را 30٪ کاهش می‌دهند.

غلبه بر چالش‌های پرکردن پودر و مایع: دقت، نشت و کنترل جریان

پودرهای با چربی بالا نیازمند هاپرهای گرم‌کننده برای حفظ روانی هستند، در حالی که محصولات هیگروسکوپیک به پاک‌سازی با نیتروژن نیاز دارند. تحقیقات نشان می‌دهد که سیستم‌های پرکننده مطابق با ویسکوزیته، نشت مایعات را 45٪ کاهش می‌دهند (PMMI، 2023). برای پودرها، حلقه‌های فیدبک ادغام‌شده با سلول بار، خطاهای دوزدهی را در میانه چرخه اصلاح می‌کنند و دقت ±0.5 گرمی را حتی با تغییرات چگالی حفظ می‌کنند.

سرعت در برابر دقت: وزن‌کننده حجمی در مقابل ترکیبی برای خطوط VFFS با عملکرد بالا

سیستم‌های حجمی خطوط سریع‌السیر بسته‌بندی اسنک (200+ کیسه/دقیقه) را در دست دارند اما دارای تغییرات ±2.5% هستند. ترازوهای ترکیبی در سرعت 120 کیسه/دقیقه کار می‌کنند و دقتی برابر با ±0.3% دارند که آن‌ها را برای شکلات‌های گران‌قیمت یا مواد دارویی ایده‌آل می‌کند. پیکربندی‌های ترکیبی از پرکردن اولیه حجمی و سپس تنظیمات دقیق استفاده می‌کنند و به این ترتیب ظرفیت تولید را 25% افزایش داده و همزمان 99% انطباق با وزن هدف را حفظ می‌کنند.

## کاربردهای عملی در صنعت بسته‌بندی مواد غذایی: از اسنک‌ها تا کیسه‌های دارای سیپور

کاربردهای رایج ماشین‌های VFFS در مواد غذایی: اسنک‌ها، قهوه، سس‌ها و مواد پودری

ماشین‌های بسته‌بندی عمودی (VFFS) در بسته‌بندی اسنک‌های خشک مانند چیپس و مغزها بسیار موفق عمل می‌کنند و قادر به پردازش تا 120 کیسه/دقیقه با هدررفت کالایی کمتر از 1% هستند (PMMI 2023). سیستم آب‌بندی آن‌ها از تازگی قهوه و پودرهای آسیاب‌شده محافظت می‌کند، در حالی که سیستم‌های پرکننده دقت‌دار گُوشتی سس‌های چسبناک مانند کچاپ را با دقتی برابر ±0.5 گرم اندازه‌گیری می‌کنند. محصولات دانه‌ای مانند مخلوط‌های نوشیدنی پودری از پرکردن با کمک ارتعاش بهره می‌برند که در عملیات با سرعت بالا ایجاد خُردتگی را کاهش می‌دهد.

انتخاب سبک کیسه: کیسه‌های بالشی، دارای گونیا، و دهانه‌دار برای محصولات مختلف

• کیسه‌های بالشی : راه‌حل اقتصادی برای بسته‌بندی اقلام سبک‌وزن مانند خوراکی‌های کمتر از 200 گرم، با مصرف 20٪ کمتر فیلم نسبت به بسته‌بندی سفت
• کیسه‌های دارای گونیا : دیواره‌های تقویت‌شده که امکان بسته‌بندی اقلام فله‌ای مانند کیسه‌های 5 کیلوگرمی آرد را بدون ایجاد تنش در درزها فراهم می‌کند
• کیسه‌های دهانه‌دار : طراحی ضد‌ریزش که امروزه قادر به نگه‌داری مایعات مانند روغن‌های سرخ‌کردنی و سس‌های غلیظ است، رشد سالانه جهانی این کیسه‌ها تا سال 2033 به میزان 6.24٪ پیش‌بینی شده است (Vocal Media 2024). این کیسه‌ها وزن حمل‌ونقل را 30٪ نسبت به بطری‌های شیشه‌ای کاهش می‌دهند و همچنین امکان ریختن دقیق فراهم می‌کنند.

داده‌های صنعتی: 78٪ از تولیدکنندگان خوراکی‌های بسته‌بندی‌شده از ماشین‌های VFFS موتورسرفو همراه با ترازوهای چندسری استفاده می‌کنند (PMMI، 2023)

ماشین‌های VFFS موتورسرفو به‌دلیل تغییرات 15٪ سریع‌تر و ثبات طول کیسه ±0.2 میلی‌متری، در بسته‌بندی خوراکی‌ها مسلط هستند. هنگامی که این ماشین‌ها با ترازوهای ترکیبی 14 سری همراه شوند، دقت پرکردن به 99.7٪ می‌رسد که برای اقلام نامنظم مانند چیپس تورتیلا بسیار مهم است— این موضوع باعث کاهش 740 هزار دلاری سالانه در هزینه‌های اضافه‌پرداخت می‌شود (Ponemon 2023).

نحوه انتخاب گریپر مناسب ماشین vffs برای نیازهای تولید شما

معیارهای انتخاب مهم: اندازه کیسه، نرخ تولید، سازگاری فیلم و ادغام سیستم

در ارزیابی دستگاه‌های VFFS، چهار عامل عملیاتی زیر را در اولویت قرار دهید:

معیارها	نکات کلیدی
ظرفیت اندازه کیسه	حجم محصول را فراهم می‌کند (نمونه‌های خوراکی کوچک در مقابل پودرهای حجمی) و محدودیت‌های ابعادی را پوشش می‌دهد
نرخ تولید	برای دستیابی به اهداف تولید (30 تا 200 عدد کیسه در دقیقه) قابلیت گسترش در آینده را دارد
سازگاری فیلم	پشتیبانی از فیلم‌های چند لایه برای پودرهای حساس به رطوبت یا مایعات مقاوم در برابر UV
ادغام سیستم	اینترفیس با سیستم‌های تراز کنونی، نوار نقاله‌ها و تجهیزات بالادستی/پایین‌دستی

ماشین‌هایی که مواد غذایی سبک‌خوراکی را اداره می‌کنند معمولاً دقتی برابر با ±0.5 گرم نیاز دارند، در حالی که بسته‌بندی مایعات درزبندی بدون نشت را می‌طلبد که مقاومت فشاری 50+ PSI را داشته باشد.

هماهنگ کردن قابلیت‌های ماشین با نوع محصول و تخصص اپراتور

پودرهای قهوه و سایر مواد دانه‌ای به خوبی با پرکن‌های پیچشی کار می‌کنند که می‌توانند دقتی نزدیک به 99.5 درصد را در اندازه‌گیری دوزها فراهم کنند. اما برای مایعات غلیظ‌تر وضعیت متفاوت است، زیرا این مواد به پمپ‌های پیستونی نیاز دارند که قادر به کار با افزایش‌هایی به اندازه 0.1 میلی‌لیتر باشند. در مورد اینکه کنترل‌ها چقدر باید پیچیده باشند، همه چیز به سطح دانش فنی اپراتورها بستگی دارد. شرکت‌هایی که کارکنان آنها آموزش‌های رسمی چندانی ندیده‌اند معمولاً با تجهیزاتی که به سرعت قابل تغییر بین محصولات هستند (کمتر از 15 درصد زمان توقف) و دارای رابط‌های ساده و قابل فهم می‌باشند، عملکرد بهتری دارند. به عنوان مثال تولیدکنندگان نوشیدنی‌های خفیف. بسیاری از آنها با تغییرات مداوم در کارکنان مواجه هستند و کسانی که به ماشین‌های دارای راهنمای عیب‌یابی گام به گام تغییر کرده‌اند، حدود 25 درصد کاهش در اشتباهات را نسبت به گذشته مشاهده کرده‌اند.

تعادل بین سطح اتوماسیون و بهره‌وری عملیاتی و هزینه

بر اساس داده‌های منتشر شده توسط PMMI از سال گذشته، ماشین‌های VFFS با سروو موتور در مقایسه با نسخه‌های پنوماتیکی آن‌ها حدود ۲۰ تا ۳۵ درصد هزینه اولیه بیشتری دارند، اما این سیستم‌ها موجب کاهش ۱۸ درصدی ضایعات محصول و همچنین کاهش ۲۲ درصدی مصرف انرژی می‌شوند. محاسبات نشان می‌دهد که برای تولیدکنندگان بزرگ اقلام خوراکی که با سرعت حدود ۱۶۰ کیسه در دقیقه کار می‌کنند، سرمایه‌گذاری این ماشین‌ها طی کمتر از یک و نیم سال به لطف کاهش هزینه‌های کارگری بازگشت سرمایه دارد. واحدهای کوچک‌تر که کمتر از ۴۰ کیسه در دقیقه بسته‌بندی می‌کنند، می‌توانند از نسخه‌های نیمه اتوماتیک استفاده کنند که بدون ایجاد فشار مالی زیادی همچنان سودآور هستند. این مدل‌ها در واقع در طی پنج سال حدود ۳۰ درصد در هزینه‌های تعمیر و نگهداری صرفه‌جویی می‌کنند و انتخابی هوشمندانه برای حجم‌های پایین محسوب می‌شوند.

‫سوالات متداول‬

اصلی‌ترین اجزای یک ماشین VFFS چیست؟

اجزای اصلی شامل سیستم انتقال فیلم، گردنده تشکیل‌دهنده، صفحه‌های نواری عمودی و صفحه‌های نواری افقی هستند. این اجزا با هم کار می‌کنند تا تراز دقیق را حفظ کنند و از هدر رفتن فیلم بکاهند.

ماشین‌های VFFS دارای سروو موتور نسبت به ماشین‌های پنوماتیکی چه مزایایی دارند؟

ماشین‌های VFFS دارای سروو موتور کنترل بهتری روی گشتاور فراهم می‌کنند و مصرف انرژی را تا حدود 40٪ نسبت به ماشین‌های پنوماتیکی کاهش می‌دهند. همچنین دقت بالاتری دارند و نرخ تولید سریع‌تری را برای بسته‌بندی اتوماتیک مواد غذایی و مایعات در حجم بالا فراهم می‌کنند.

روش پرکنی چگونه برحسب نوع محصول متفاوت است؟

سیستم‌های پرکنی مختلفی برای محصولات خاص بهینه شده‌اند: سیستم‌های پرکنی حجمی با کاپول برای اسنک‌ها، سیستم‌های پیچ‌دار برای پودرها، سیستم‌های پیستونی برای مایعات و توزین‌کننده‌های ترکیبی برای اسنک‌های گران‌قیمت که دقت بالایی مورد نیاز است.

در انتخاب ماشین VFFS چه عواملی را باید در نظر گرفت؟

عواملی مانند ظرفیت اندازه کیسه، نرخ تولید، سازگاری با فیلم و ادغام سیستم را در نظر بگیرید. اطمینان حاصل کنید که ماشین با نوع محصول شما و سطح مهارت اپراتورهایتان سازگار است.