نقش دستگاه‌های VFFS در کاهش ضایعات و هزینه‌های بسته‌بندی

چطور؟ ماشین vffs ها کاهش ضایعات مواد بسته‌بندی را فراهم می‌کنند

دستگاه VFFS (Vertical Form Fill Seal) چیست؟

دستگاه ساخت و پرکننده عمودی (VFFS) کیسه‌ها را به صورت عمودی از فیلم پیچشی می‌سازد، آن‌ها را با محصولات پر می‌کند و لبه‌های آن‌ها را در یک فرآیند مداوم گرم می‌کند. این کار به جای استفاده از کیسه‌های از پیش ساخته شده، باعث کاهش مصرف اضافی مواد می‌شود، چون بسته‌بندی را به صورت درخواستی تولید می‌کند.

حذف کیسه‌های از پیش ساخته شده: بهره‌وری استفاده از فیلم‌های پیچشی در کاهش ضایعات

ماشین‌های فیلم انعطاف‌پذیر VFFS در مقایسه با سیستم‌های کیسه‌های پیش‌ساخته شده، حدود 12 تا حتی 20 درصد ضایعات کمتری تولید می‌کنند، مطابق با نتایج مطالعات مختلف بسته‌بندی. روش تغذیه از روی رول به شرکت‌ها کمک می‌کند تا فضای زیادی را برای نگهداری کیسه‌های برش‌داده شده در اختیار نداشته باشند، همچنین از ضایعات ناشی از آسیب دیدن یا منقضی شدن کیسه‌ها قبل از استفاده جلوگیری می‌کند. در مورد بسته‌بندی پودرها و گرانول‌ها به‌ویژه، این ماشین‌ها عملکرد بسیار خوبی دارند، چرا که می‌توانند عرض فیلم را در حین کار تنظیم کنند و این امر از مصرف بی‌رویه مواد جلوگیری کرده و در بلندمدت هزینه‌ها را کاهش می‌دهد.

درزگیری و برش دقیق: حداقل کردن استفاده از مواد اضافی

سیستم‌های مدرن VFFS از دهانه‌های درزگیری لیزری و برش‌گرهای موتور سروو کنترل‌شده استفاده می‌کنند که فیلم را با دقت ±0.3 میلی‌متر برش می‌زنند. این دقت، حاشیه پرکردن اضافی را تا 15 درصد نسبت به تنظیمات دستی کاهش می‌دهد، در عین حال کنترل خودکار کشش از کشیده شدن فیلم و ضایعات ناشی از آن جلوگیری می‌کند.

مقایسه با ماشین‌های HFFS: تولید ضایعات کمتر در سیستم‌های VFFS

دستگاه‌های پرکننده-درزدهنده افقی (HFFS) برای محصولات مشابه، 23٪ ضایعات بیشتری نسبت به دستگاه‌های پرکننده-درزدهنده عمودی (VFFS) تولید می‌کنند، همان‌طور که در معیارهای ماشین‌آلات بسته‌بندی 2023 مشاهده شده است. جهت‌گیری عمودی فناوری VFFS اجازه قرارگیری گرانشی محصول را می‌دهد و مراحل بازآرایی مورد نیاز در دستگاه‌های HFFS که اغلب باعث پاره شدن فیلم یا عدم ترازی در درزها می‌شوند، حذف می‌گردند.

صرفه‌جویی در هزینه از طریق ماشین vffs ادغام

دستگاه‌های VFFS با حرکت مداوم با سرعت بالا و کاهش هزینه هر واحد

امروزه ماشین‌های فرم‌دهی، پرکردن و درزگیری عمودی (VFFS) می‌توانند بیش از ۲۰۰ کیسه در دقیقه تولید کنند، که هزینه‌های بسته‌بندی را در مقایسه با سیستم‌های قدیمی نیمه اتوماتیک به میزان چشمگیری، گاهی تا ۴۰ درصد، کاهش می‌دهد. این ماشین‌ها تمام کارهای دستی خسته‌کننده در مورد کیسه‌ها را از بین می‌برند و همچنین از فیلم بسته‌بندی بهتر استفاده می‌کنند، به طوری که کارخانه‌ها مقدار کمتری مصالح را هدر می‌دهند و در عین حال تولید خود را کند نمی‌کنند. بر اساس تحقیقات منتشر شده توسط PMMI در سال ۲۰۲۳، شرکت‌هایی که به تجهیزات VFFS مجهز به سروو سوئیچ کرده‌اند، مصرف سالانه‌شان از فیلم پلی‌اتیلن را به میزان تقریبی ۲۲ درصد کاهش داده‌اند. این نوع صرفه‌جویی برای تولیدکنندگانی که به دنبال کاهش هزینه‌ها هستند، بسیار سریع جمع می‌شود.

کاهش هزینه‌های کار و مصالب: بینش‌های داده‌ای از اجرای صنعتی

استفاده از سیستم‌های خودکار شکل‌دهی کیسه و توزیع محصول، نیاز به نیروی کار را تقریباً ۶۰ درصد کاهش می‌دهد. به عنوان مثال، یک کارخانه سالانه حدود ۷۴۰ هزار دلار هزینه صرفه‌جویی کرد، بعد از اینکه خطوط دستی قدیمی بسته‌بندی خود را با فناوری شکل‌دهی، پرکردن و درزگیری عمودی (VFFS) جایگزین کرد. این ماشین‌ها دارای دهانه‌های درزگیری بسیار دقیق کنترل شده توسط سرو موتور هستند که مصرف فیلم را کاهش می‌دهند. علاوه بر این، سیستم نظارت بر کشش به‌صورت زنده از پارگی مواد در حین تولید جلوگیری می‌کند. این ویژگی‌ها در کنار هم به دستیابی به نرخ‌های چشمگیر استفاده از مواد، بین ۹۷ تا ۹۹ درصد در فرآیندهای امروزی پردازش مواد غذایی و تولید دارویی کمک می‌کنند.

تحلیل ROI و دوره بازگشت سرمایه برای به‌روزرسانی تجهیزات VFFS

در بیشتر فرآیندهای تولید، بازگشت سرمایه در ماشین‌های VFFS معمولاً به سرعت اتفاق می‌افتد، این بازگشت معمولاً در بازه 12 تا 18 ماهه با در نظر گرفتن هم کاهش هزینه‌های کار و هم صرفه‌جویی در مواد اتفاق می‌افتد. بر اساس تحقیقات انجام شده در سال گذشته از فرآیندهای اتوماتیک، شرکت‌هایی با اندازه متوسط پس از اجرای این سیستم‌ها، هر سال به طور متوسط حدود 310 هزار دلار صرفه‌جویی دارند. این موضوع یعنی اگر شرکت‌ها حدود 420 هزار دلار برای به‌روزرسانی تجهیزات خود هزینه کنند، این سرمایه را کمی پس از یک سال به دست خواهند آورد. نگاه دیگری به داده‌های صنعتی از سال 2023 نیز چیزی جالب دیگری نشان می‌دهد: تقریباً هشت از هر ده شرکت که به فناوری VFFS منتقل شدند، هزینه‌های خود را در عرض دو سال از زمان نصب، بازگرفته‌اند.

تعادل میان سرمایه‌گذاری اولیه بالا و صرفه‌جویی در بلندمدت عملیاتی

اگرچه سیستم‌های پیشرفته VFFS نیازمند سرمایه اولیه 200 هزار تا 600 هزار دلاری هستند، اما عمر مفید 10 تا 15 ساله‌شان صرفه‌جویی در طول عمری به میانگین 2.1 میلیون دلاری را فراهم می‌کند که از طریق موارد زیر حاصل می‌شود:

• 30–50% کاهش مصرف انرژی نسبت به مدل‌های قدیمی پنوماتیک
• کاهش 70 درصدی هزینه‌های نگهداری از طریق پیش‌بینی هوشمند با قابلیت اینترنت اشیا
• صرفه‌جویی سالانه 15 تا 20 درصدی در مصرف فیلم با الگوریتم‌های بهینه‌سازی هوشمند مواد

این ساختار هزینه‌ای به تولیدکنندگان اجازه می‌دهد تا در طی پنج سال، مطابق با ارزیابی‌های چرخه عمر بسته‌بندی 2024، 18 تا 34 درصد در مجموع هزینه‌های بسته‌بندی صرفه‌جویی کنند.

بهینه‌سازی عملکرد VFFS از طریق اتوماسیون و ویژگی‌های هوشمند

اتصال خودکار فیلم و دمش گاز: کاهش زمان توقف و ضایعات

دستگاه‌های VFFS امروزی با اتصال‌کننده‌های خودکار فیلم تجهیز شده‌اند که تشخیص می‌دهند وقتی یک رول در حال تمام شدن است و فیلم جدید را بدون متوقف کردن خط تولید متصل می‌کنند. دیگر نیازی نیست کارگران تمام فرآیند را متوقف کنند تا فقط رول‌ها را تعویض کنند. در گذشته، این تعویض‌های دستی هر ساعت حدود 8 تا 12 دقیقه از وقت تولید را می‌گرفت. همچنین نباید از واحد‌های پر کردن گاز فراموش کرد. این واحدها اکسیژن را از بسته‌بندی حداقل 25٪ سریع‌تر از روش دستی از بین می‌برند. تمام این بهبودها به معنای کاهش ضایعات محصول هستند، چون فرآیندها بدون وقفه ادامه می‌یابند و درزها در برابر فشار بهتر عمل می‌کنند.

پایش زنده و کنترل‌های هوشمند برای بهره‌وری یکنواخت

سنسورهای IoT جدیدترین همراه با رابط‌های PLC، امکان مانیتورینگ بهتر عملکرد دستگاه‌های VFFS را برای تولیدکنندگان فراهم می‌کنند. منظور ما چیزهایی است مانند ردیابی تغییرات کوچک در کشش فیلم تا دقت نیم نیوتن و نظارت بر زمانی که دمای سیل شروع به تغییر می‌کند. بر اساس داده‌های اخیر منتشر شده در گزارش اتوماسیون بسته‌بندی در اوایل سال 2024، واحدهایی که این سیستم‌های کنترل هوشمند را اجرا کرده‌اند، حدود 99.2% زمان کارکرد دارند. این سیستم‌ها با انجام تنظیمات خودکار در سرعت موتورهای سرو و هم‌راستایی تیغه‌های برش در حالی که دستگاه در حال کار است، عمل می‌کنند. مزیت چیست؟ کاهش ضایعات ناشی از مصرف بیش از حد مواد وقتی دستگاه‌ها با بهترین تنظیمات کار نمی‌کنند.

بهترین روش‌های کالیبراسیون و راه‌اندازی برای حداکثر خروجی

نگه داشتن سیستم‌های هدایت فیلم و دستگاه‌های بسته‌بندی حرارتی در شرایط کالیبره شده، دقت آن‌ها را در حدود 2 میلی‌متر در هزاران چرخه حفظ می‌کند که این امر باعث کاهش پارگی‌های ناخوشایند فیلم و مشکلات ترازبندی بسته‌ها می‌شود. وقتی تکنسین‌ها اقدام به دنبال کردن رویه‌های کالیبراسیون خودکار به جای انجام دستی تمام مراحل کنند، حدود 40 درصد از زمان راه‌اندازی خود صرفه‌جویی می‌کنند. نکته دیگری که باید ذکر شود این است که برخی ابزارهای تشخیص هوشمند مبتنی بر هوش مصنوعی قادرند مشکلات موجود در یاتاقان‌ها یا انکودرها را تا سه روز قبل از خرابی کامل تشخیص دهند. تمام این روش‌های نگهداری باعث می‌شوند سیستم‌های شکل‌دهی، پرکردن و بسته‌بندی عمودی (VFFS) به نرخ‌های بسیار بالای کارایی ماده در حدود 98.6 درصد دست یابند، حتی در سرعت‌های بسیار بالایی که بیش از 200 عدد کیسه در دقیقه را شامل می‌شود و در تمام شیفت‌های تولید حفظ می‌شود.

مساهمت فناوری VFFS در بسته‌بندی پایدار و دایره‌وار

دستگاه‌های Vertical Form Fill Seal یا VFFS در دنیای امروزی بسته‌بندی برای کاهش ضایعات اهمیت زیادی پیدا کرده‌اند. این دستگاه‌ها به تولیدکنندگان امکان می‌دهند تا با استفاده از مواد کمتر، بسته‌بندی‌هایی با دوام ایجاد کنند. برخی تحقیقات نشان می‌دهند که سیستم‌های VFFS می‌توانند مصرف مواد را در مقایسه با گزینه‌های بسته‌بندی سفت و سخت قدیمی تا حدودی 30% کاهش دهند. با بررسی اطلاعات اخیر از یک تحلیل چرخه عمر در سال 2024، مشخص شده است که فرآیندهای VFFS در کل حدود 22% انرژی کمتری مصرف می‌کنند و در مقایسه با روش‌های قدیمی‌تر مانند استفاده از کیسه‌های آماده، تقریباً 40% آلایندگی کمتری تولید می‌کنند. این اعداد چیزی مهمی در مورد نحوه تغییر بازی در راه‌حل‌های بسته‌بندی پایدار توسط این فناوری به ما نشان می‌دهند.

توانایی فناوری VFFS در کار با فیلم‌های قابل بازیافت و زیست‌تخریب‌پذیر واقعاً موجب تسریع در پذیرش ایده‌های اقتصاد دایره‌وار در صنایع مختلف می‌شود. تولیدکنندگان اکنون راه‌هایی برای استفاده از مواد قابل کمپوست کردن در عملیات بسته‌بندی سریع خود پیدا کرده‌اند، بدون اینکه بهره‌وری خود را به‌طور قابل توجهی کاهش دهند. یک شرکت گزارش داده است که تنها از یک محل کارخانه سالانه حدود 120 تن از زباله‌های پلاستیکی خود را کاهش داده است. این روند زمانی معنای بیشتری پیدا می‌کند که به شرایط بازار نیز نگاه کنیم. بخش VFFS در آمریکای شمالی به نظر می‌رسد تا اواسط دهه 2030 به ارزشی حدود 5.3 میلیارد دلار برسد، زیرا شرکت‌ها به‌طور فزاینده‌ای روی انتخاب مواد سبزتر برای محصولات خود تمرکز می‌کنند.

مزایای محیط زیستی کلیدی عبارتند از:

• تخصیص دقیق مواد : بهینه‌سازی فیلم در زمان واقعی باعث کاهش 15 تا 18 درصدی ضایعات برش می‌شود.
• سازگاری با سیستم حلقه بسته : بیش از 78 درصد از بسته‌بندی‌های انعطاف‌پذیر تولید شده توسط VFFS می‌توانند وارد جریان بازیافت شوند، در حالی که این رقم برای گزینه‌های ترموفرم 42 درصد است.
• کاهش اثر کربنی : سیستم‌های تخلیه گاز خودکار مصرف CO₂ را نسبت به روش‌های دستی 25٪ کاهش می‌دهند.

با ترکیب بهره‌وری با انعطاف‌پذیری در طراحی سازگار با محیط زیست، فناوری VFFS به طور مستقیم 63٪ از اهداف توسعه پایدار سازمان ملل متحد برای سیستم‌های صنعتی را پشتیبانی می‌کند - پرشی انتقال‌دهنده به سوی اکوسیستم‌های بسته‌بندی بدون ضایعات.

سوالات متداول (FAQ)

دستگاه VFFS چه کاری انجام می‌دهد؟

دستگاه VFFS کیسه‌ها را از فیلم پیچشی می‌سازد، آن‌ها را پر می‌کند و لبه‌ها را به صورت مداوم می‌بندد و در نتیجه ضایعات مواد بسته‌بندی را کاهش می‌دهد.

فناوری VFFS چگونه ضایعات را نسبت به دستگاه‌های HFFS کاهش می‌دهد؟

دستگاه‌های VFFS به دلیل قرارگیری عمودی خود، ضایعات کمتری ایجاد می‌کنند که به دلیل قرار دادن محصول با کمک گرانش انجام می‌شود و باعث حذف عدم ترازی فیلم می‌شود.

مزایای محیط زیستی استفاده از دستگاه‌های VFFS چیست؟

دستگاه‌های VFFS مزایای کلیدی مانند کاهش استفاده از مواد، سازگاری بهتر با بازیافت و ردپای کربنی پایین‌تر را نسبت به روش‌های قدیمی بسته‌بندی فراهم می‌کنند.