VFFS- ja vaakasuuntaisten pakkauskoneiden vertailu: Kumpi sopii paremmin tuotantolinjaasi?

Perustoimintaperiaatteet: Miten VFFS ja vaakasuuntaiset Pakkauslaitteet Työ

VFFS-pakkauskoneet: Jatkuvan muodostuksen, täytön ja sinetöinnin pystysuunnassa

Pystysuuntaiset muotoonlevitäys-sulatus- (VFFS) pakkauskoneet toimivat vetämällä kalvoa rullalta alaspäin niin sanotun muottisylinterin läpi, joka muodostaa pystysuuntaisen putkimaisen rakenteen liikkuessaan eteenpäin. Tuotteet tulevat sylinterin yläaukon kautta sisään. Painovoima hoitaa suurimman osan työstä esimerkiksi rakeista, jauheista ja pienistä kiinteistä esineistä, jotka täytyy pakata. Koneessa on sulutussydämet, jotka toimivat kaksinkertaisesti: ne muodostavat samalla sekä yhden pussin alaosan että seuraavan pussin yläosan tiivisteen heti perään. Näin saavutetaan jatkuva toiminta ilman pysäytystä pakettien välillä. Joidenkin parempien mallien tiedetään käsittelevän 60–200 pakettia joka minuutti vuoden 2023 teollisuustehokkuuslaitoksen mukaan. Nämä järjestelmät toimivat myös kaikenlaisten materiaalien kanssa, mukaan lukien laminaatit, alumiinifolio ja jopa joitain ympäristöystävällisiä biomuoveja, jotka on varmennettu kierrätettäviksi. Niiden erottuvuuteen vaikuttaa kompakti rakenne, joka vie vähän lattiatilaa mutta säilyttää kuitenkin hyvän tuotantonopeuden – asia, jota valmistajat arvostavat erityisesti tilan ollessa tiukka tehdastiloissa.

Vaakasuuntaiset pakkaukoneet: Esivalmistettujen pussien, flow-wrap-pakkausten ja L-sinettien käsittely

Vaakasuuntaiset pakkaukoneet käsittelevät esimuotoiltuja pusseja tai rullasta syötettävää kalvoa lineaarisella tasolla. Tuotteet liikkuvat kuljettimen mukana eteneviin kalvoverkkoihin, joiden ympärille muodostuu pussit – sopii erinomaisesti esimerkiksi välipalapatukoihin, lääkintälaitteisiin tai herkkiin tuotteisiin. Tärkeitä konfiguraatioita ovat:

• Flow-wrap -konemallit : Pakkaavat pitkänmuotoiset tuotteet tyynymäisillä pakkausratkaisuilla
• L-sinettikoneet : Tuottavat sivusta sinetöityjä, väärinkäytöstä osoittavia pusseja nesteille tai herkille komponenteille
• Esivalmistettujen pussijärjestelmien koneet : Täyttävät ulkopuolelta toimitetut seisovat tai vetopussit tarkasti

Pystysuuntaisiin täyttökoneisiin (VFFS) verrattuna vaakasuuntaiset järjestelmät integroivat helposti painavampia sulkuosia – kaulukset, korkit, vetoketjut – ja tukevat steriiliä, lämpöherkkää täyttöä tai varovaisempaa käsittelyä, jossa vältetään pystysuorat pudotukset. Tämä tekee niistä ainutlaatuisen soveltuvia sovelluksiin, joissa tuotteen eheys, säädösten noudattaminen tai pakkausmuodon monimutkaisuus on tärkeämpää kuin pelkkä nopeus.

Tuotteen ja pakkausmuodon yhteensopivuus

Tuotteen ominaispiirteiden yhdistäminen—kiinteät aineet, rakeet, nesteet ja herkät tuotteet—pakkauskonearkkitehtuuriin

Pystysuuntaiset muoto-täyte-suljin-koneet toimivat parhaiten tuotteille, jotka virtaavat helposti painovoiman vaikutuksesta, kuten rakeet, jauheet ja pienet kiinteät palaset. Nämä koneet loistavat erityisesti kosteuden imeytymiselle herkkien materiaalien käsittelyssä, koska ne minimoivat ilmalle altistumisen täyttöprosessin aikana – mikä on erityisen tärkeää esimerkiksi lääketeollisuudessa. Näiden koneiden pystysuuntainen liike tarkoittaa, että tuotteet viipyvät vähemmän aikaa ympäristön keskellä ja niillä on vähemmän kosketusta ulkoiseen ympäristöön. Toisaalta vaakasuuntaiset koneet sopivat paremmin nesteiden, paksujen pastojen ja herkkien tuotteiden käsittelyyn. Näissä järjestelmissä tuotteet asetetaan varovasti etukäteen muodostettuihin pussiin tai laatikoihin, jolloin ei ole riskiä vahingoittua iskuista tai leikkausvoimista. Vaakasuuntaiset järjestelmät pystyvät käsittelemään myös epäsäännöllisen muotoisia tuotteita, kuten elektroniikkakomponentteja, tuoreita leivonnaisia tai jopa lääkinnällisiä tarvikkeita, erityisten työkaluratkaisujen ja sivusuuntaisten asennusominaisuuksien ansiosta, joita tavalliset VFFS-koneet eivät tarjoa. Kun valmistajat yhdistävät tuotteen ominaisuudet, kuten virtauskyvyn, haurauden tason ja paksuuden, oikeanlaiseen koneeseen, he saavuttavat tyypillisesti noin 18 %:n vähennyksen pakkausjätteessä, kuten viime vuonna julkaistussa tutkimuksessa teollisuuslehdissä kerrottiin.

Pakkausmuodon joustavuus: Pystyasentopussit (VFFS) vs. Tyynytehose ja L-sulkeumat (vaakasuuntainen)

VFFS on edelleen suosituin valinta suurten määrien seisovien pussien tuottamiseen, mukaan lukien ne, joissa on uudelleen suljettavat ominaisuudet ja letkut, joita käytetään yleisesti välipalapakkauksissa ja keskittymissuuteissa. Nämä järjestelmät saavuttavat tyypillisesti noin 90 %:n kalvonkäyttötehokkuuden tehtäessä tyynytyylisiä paketteja. Vaakasuuntaiset pakkausratkaisut tarjoavat kuitenkin jotain erilaista. Ne käsittelevät laajempaa muotikirjoa. Virtauspäällysteet sopivat hyvin ravintopuikkojen ja karkkien turvaamiseen, kun taas L-suljaimet luovat täysin tiiviit, väärinkäytöstodisteet sisältävät paketit, joita tarvitaan lääketieteellisissä sovelluksissa. Valmiiden pussijärjestelmien avulla voidaan lisäksi toteuttaa monimutkaisempia vähittäismyyntiin valmiita suunnitteluja, kuten sakkeliolosäiliöt ikkunoilla tai ainutlaatuisen muotoisia säiliöitä. VFFS:n pääasiallinen haittapuoli on, että muotien vaihtaminen edellyttää koko kalvojäreillujen vaihtamista, kun taas vaakasuuntaiset koneet voivat nopeasti vaihtaa laatikonsuljenta-, virtaussuljenta- ja pussintäyttötoimintojen välillä. Tämä tekee niistä erityisen houkuttelevia yrityksille, jotka päivittävät säännöllisesti pakkaustaan noin neljännesvuosittain. On kuitenkin syytä huomata, että VFFS:llä on edelleen vahva kokonaisomistuskustannusedun silloin, kun kyseessä ovat johdonmukaiset, suurtilavuotteiset tuotantokerrat vakituissa tuoteviivoissa.

Suorituskyky, tila ja kokonaisomistuskustannukset

Tuotantokapasiteetin todellisuus: 60–200 ppm (VFFS) vs. 40–120 ppm (vaakasuuntainen) – otetaan huomioon käyttökatto ja vaihtoajat

Pystysuuntaiset muoto-, täysi- ja suljepakkauskoneet voivat käsitellä 60–200 pakkausta minuutissa, kun käsitellään vapaasti virtaavia tuotteita, koska ne toimivat jatkuvasti pysähtymättä ja hyötyvät painovoimasta täyttövaiheessa. Vaakasuuntaiset versiot pärjäävät yleensä noin 40–120 pakkausta minuutissa, mutta niillä on rajoituksia, koska niiden on pysähdyttävä ajoittain tehtäviin, kuten pussien lataamiseen, tuotteiden siirtämiseen asentoon ja sinetöintiprosessin suorittamiseen. Todellisten tuotantolukujen osalta vaihtoaikojakin huomioidessa VFFS-koneissa säätökesto kestää yleensä 5–15 minuuttia, esimerkiksi kalvojen vaihtamiseen tai niihin liittyvien renkaiden vaihtamiseen. Vaakasuuntaisilla koneilla kestää paljon pidempään, usein yli 20 minuuttia, pelkästään vaihtamiseen eri tilojen välillä, kuten virtauksen kääriminen verrattuna L-suljekonfiguraatioon, tai kuljettimen asetusten säätämiseen laatikoille. Katkotonta käyttökatkoja tarkasteltaessa ilmenee toinen etu VFFS-teknologialle. Vaakasuuntaisilla kääreillä esiintyy noin 12–18 prosenttia enemmän vuosittaisia pysäytystriä ongelmien vuoksi, kuten pussien syöttövirheistä, kalvon seurantahäiriöistä ja lukkiutumisista. Nämä ongelmat esiintyvät tiheämmin vaakasuuntaisissa järjestelmissä vain siksi, että niissä on monimutkaisempi mekaniikka ja ne riippuvat paljon osien tarkan kohdistamisen onnistumisesta käytön aikana.

Jalanjälki ja laitosten integraatio: pystysuuntainen pinon tehokkuus verrattuna vaakasuuntaisen asettelun vaatimuksiin

Pystysuuntaiset muovi-täyttö-suljin (VFFS) -laitteet säästävät todella lattiapintaa, koska tuotteet liikkuvat koneen läpi pystysuunnassa. Useimmat järjestelmät vievät alle 15 neliömetriä, vaikka ne olisivat varustettu tarkistuspainolaitteilla, metallinhavainnoitsimilla tai päivämääräkoodereilla. Vaakasuuntaiset järjestelmät toimivat eri tavalla; ne vaativat suoraviivaisia asetteluita, joissa tyypilliset asennukset voivat ulottua 25–40 neliömetrin mittaisiksi pelkästään kuljettimille, muovausalueelle, jäähdytysosioille ja käsittelyn jälkeiselle varastoinnille. Siksi VFFS-koneet sopivat erityisen hyvin tehtaisiin, joissa tila on rajallista, tai laajennushankkeisiin. Toisaalta vaakasuuntaiset linjat ovat järkevämpi vaihtoehto uudisrakennushankkeissa, joissa on riittävästi katkorakennetta ja tilaa tuleviin modulaarisiin laajennuksiin.

Kokonaisomistuskustannusten vertailu: Alkuperäinen investointi, huoltovastuu ja varaosien saatavuus Pakkauslaitteet

Kokonaisomistuskustannukset (TCO) on arvioitava hinnan, energiankulutuksen, kunnossapidon tiheyden, materiaalihävikin ja jäännösarvon perusteella. Vaikka vaakasuuntaisilla koneilla on usein 15–30 % alhaisemmat alkuperäiset hankintakustannukset, pystysuorat täyttö- ja sulutuslinjat (VFFS) tarjoavat mitattavia pitkän aikavälin etuja:

• Energiatehokkuus : Yksinkertaisempi mekaniikka ja vähemmän toimilaitteita vähentävät sähkönkulutusta noin 20 %
• Materiaalijätteet : Kalvon epäkeskitys ja kalan jännitysongelmat aiheuttavat 8–10 %:n hävikin vaakasuuntaisissa järjestelmissä verrattuna vain 2–3 %:iin hyvin kalibroiduissa VFFS-linjoissa
• Kunnossapitokuorma : Vaakasuuntaisille suluttimille tarvitaan noin 30 % enemmän huoltotunteja vuodessa suuremman osamäärän sulutuspäiden, servohydraulisten kuljettimien ja moniakselisen synkronoinnin vuoksi
  Jäännösarvo vahvistaa tätä: raskasta käyttöä varten suunnitellut VFFS-yksiköt säilyttävät noin 40 % alkuperäisestä arvostaan viiden vuoden jälkeen – verrattuna noin 25 %:iin vertailukelpoisissa vaakasuuntaisissa koneissa – mikä heijastaa niiden kestävyyttä jatkuvassa, korkean syklitahdin toiminnassa.

Linjaintegraatio ja teollisuuskohtainen soveltuvuus

Syöttöjärjestelmien yhteensopivuus: Painot, ruuvisyöttimet ja robottitekniikka VFFS:n ja vaakasuuntaisten pakkauskoneiden kanssa

Pystysuuntaiset muotoonmuodostavat, täyttävät ja sulkevat järjestelmät toimivat erittäin hyvin yläpuolisen syöttölaitteiston kanssa, kuten monipäävaakojen, ruuvisyöttimien ja niiden kaikkien tuntemien värähtelysyöttimien kanssa. Aines putoaa muotokaulaan painovoiman avulla, mikä tekee koko prosessin automatisoinnista paljon yksinkertaisempaa. Robottikädet voivat ottaa täytetyt pussit suoraan purkupäästä vaativasti vähän lattiatilaa tai monimutkaista infrastruktuuriasennusta. Vaakasuuntaiset mallit ovat kuitenkin erilaisia. Niissä kaikkien kuljettimien, nosta-ja-laita-robottien sekä kalvon liikkeen on oltava täsmälleen synkronoitu. Tämä tarkoittaa, että insinöörien on oltava erityisen huolellisia mitoituksissa ja ohjaukset muodostuvat monimutkaisiksi. Suoran linjan rakenteensa vuoksi vaakasuuntaiset koneet käsittelevät paremmin sivuttain aseteltuja tuotteita. Siksi niitä suositaan usein jo pakkauksissa oleville tuotteille, kokoonpanotarjoiluille tai kaikille muille, joissa tietty asento on tärkeä ladattaessa.

Kärkikäyttötarkoitukset: Elintarvikkeet, lääketeollisuus ja kuluttajatuotteet – käyttötapaukset jokaiselle pakkaukoneen tyypille

Ruokateollisuuden tuotantolinjoissa pystysuuntaiset muoto-, täysi- ja suljuslaitteet hallitsevat esimerkiksi välipalatuotteiden, aamiaismurojen, kahvituotteiden ja eläinruoan pakkaamisessa. Nämä järjestelmät pystyvät tuottamaan seisovia pussipakkauksia nopeudella 60–200 kappaletta minuutissa melko luotettavasti suurimman osan ajasta. Lääkeyritykset puolestaan käyttävät täysin erilaisia lähestymistapoja, suosien lähinnä vaakasuuntaista varustusta esimerkiksi silpparipakkauksiin, steriileihin L-suljettuihin lääkelaiterasioihin sekä erilaisten vialien tai korttien käärimiseen. Miksi? Koska heidän täytyy käsitellä tuotteita varovasti, ylläpitää tiloissaan ISO-standardien mukaisia vaatimuksia ja pitää yksityiskohtaisia validointitietoja, joita ei missään nimessä voida heikentää. Kuluttajatuotteiden valmistajat puolestaan jakavat koneiden käytön sen mukaan, mikä toimii parhaiten. Vaakasuuntaisia käärimislaitteita käytetään esimerkiksi elektroniikkalaatikoissa, kauneudentuotteissa ja käsityökalusarjoissa, joissa ulkonäkö on erittäin tärkeää. VFFS-laitteet (vertical form fill seal) puolestaan käsittelevät esimerkiksi nestemäisen saippuan täytteitä, annosteltuja vitamiinipaketteja ja lemmikkipalaneita joustaviin pusseihin. Lopulta nämä päätökset perustuvat siihen, mikä operatiivisesti ottaen on tärkeintä: ruokateollisuus arvostaa nopeutta ja tuotantomääriä, lääkeyritykset vaativat tarkkuutta ja säädösten noudattamista, kun taas kuluttajatuotealan yritykset yrittävät tasapainotella vetovoimaisen pakkaustavan, ympäristövaikutusten ja tuotetarjonnan muuttumisen kesken.

UKK-osio

Mikä on VFFS-kone?

VFFS-kone on pystysuuntainen muotoonmuodostus-, täyttö- ja suljontalaitteisto, joka luo pussit kääristä, täyttää ne tuotteilla ja sulkee ne kaikki pystyakselilla.

Mitkä ovat ensisijaiset tuotteet, joita käytetään vaakasuuntaisissa Pakkauslaitteet ?

Vaakasuuntaiset koneet käsittelevät tyypillisesti valmispusseja, flow-wrappeja ja L-suljentoja, ja soveltuvat esimerkiksi välipalapatukoihin, lääkintälaitteisiin ja herkille tuotteille.

Kumpi kone on tehokkaampi tilankäytössä?

VFFS-koneet ovat tilanteiltaan tehokkaampia pystysuuntaisen pinotturakenteensa vuoksi, mikä tekee niistä ihanteellisen ratkaisun rajoitetussa tilassa toimiviin tehtaisiin.