VFFS és vízszintes csomagoló gépek: melyik a jobb a gyártósorának?

Alapvető működési elvek: A VFFS és a vízszintes gépek működése Csomagoló gépek Munka

VFFS csomagoló gépek: folyamatos függőleges tengelyű formázó-töltő-záró művelet

A függőleges formázó-töltő-záró, vagy más néven VFFS csomagoló gépek egy hengerelt fóliát húznak lefelé egy úgynevezett formázó gallér segítségével, amely folyamatosan létrehozza ezt a függőleges cső alakot. A termékek a gallér tetején lévő nyíláson keresztül kerülnek be. A gravitáció végzi a legtöbb munkát itt, például granulátumok, porok és azok a kisebb szilárd tárgyak esetében, amelyeket csomagolni kell. A gép zárófogóival egyszerre két dolgot is végeznek: kialakítják az egyik zacskó alsó zárását, miközben már elkészítik a következő zacskó felső zárását. Így képesek folyamatos működésre anélkül, hogy megállnának a csomagok között. Néhány fejlettebb modell akár percenként 60 és 200 csomag közötti teljesítményre is képes, ez az adat a 2023-as Industry Efficiency Institute jelentéséből származik. Ezek a rendszerek számos anyaggal is képesek dolgozni, beleértve laminált fóliákat, alumíniumfóliát, sőt akár tanúsítottan újrahasznosítható ökohangyagokat is. Ami kiemeli őket, az a kompakt kialakításuk, amely minimális helyet foglal el, mégis jó termelési sebességet biztosít, ami gyártók számára különösen fontos, amikor szűkös a hely a gyártóüzemek padlóján.

Horizontális csomagolóberendezések: Előre gyártott zacskók, flow wrap és L-zárások kezelése

A horizontális csomagolóberendezések előformázott zacskókat vagy fóliát tekercsről lineáris síkban dolgoznak fel. A termékek szállítószalagon haladnak a mozgó fóliasíkokba, ahol a zacskók köré formálódnak – ideális szeletek, orvosi eszközök vagy törékeny tárgyak esetén. Fő konfigurációk:

• Flow Wrap berendezések : Hosszúkás termékek burkolása párnatípusú csomagolásba
• L-zárók : Oldalsó zárással ellátott, manipulációra érzékeny zacskók előállítása folyadékokhoz vagy érzékeny alkatrészekhez
• Előre gyártott zacskós rendszerek : Külsőleg beszerzett álló vagy cipzáras zacskók pontos töltése

A VFFS-szel ellentétben a horizontális rendszerek könnyedén integrálhatók nehezebb zárásokkal – öntőnyílásokkal, kupakokkal, cipzárakkal – és támogatják a steril, hőérzékeny töltéseket vagy az óvatos kezelést, amely elkerüli a függőleges ejtést. Ez egyedülállóan alkalmas olyan alkalmazásokra, ahol a termék integritása, a szabályozási előírások betartása vagy a formátum bonyolultsága fontosabb a nyers sebességnél.

Termék- és csomagolási formátum-kompatibilitás

A termékek jellemzőinek összeegyeztetése – szilárd anyagok, granulátumok, folyadékok és törékeny elemek – a csomagolóberendezések architektúrájával

A függőleges formázó-töltő-záró gépek akkor működnek a legjobban, ha olyan anyagokkal dolgoznak, amelyek könnyen áramlanak a gravitáció hatására, például granulátumokkal, porokkal és apró szilárd darabokkal. Ezek a gépek különösen jól teljesítenek nedvességet abszorbeáló anyagok esetén, mivel minimalizálják a levegővel való érintkezést a töltés során – ez pedig különösen fontos a gyógyszeriparban. A gépek függőleges mozgása miatt a termékek rövidebb ideig tartózkodnak nyitott állapotban, így kevesebb kapcsolatuk van a környezettel. Vízszintes gépek viszont általában jobban alkalmasak folyadékok, sűrű paszták és törékeny tárgyak kezelésére. E rendszerek esetén a termékeket óvatosan helyezik el már kialakított zacskókba vagy rekeszekbe, így nincs kockázata ütésből vagy nyíróerőkből származó sérülésnek. A vízszintes berendezések képesek nem szabályos alakú termékek kezelésére is, például elektronikai alkatrészekre, frissen sült ételekre vagy akár orvostechnikai készletekre is, köszönhetően speciális szerszámkiosztásoknak és oldalirányú pozicionálási lehetőségeknek, amelyekkel a hagyományos VFFS gépek egyszerűen nem rendelkeznek. Amikor a gyártók a termék jellemzőit – például áramlási képességét, ridegségi szintjét és vastagságát – összeegyeztetik a megfelelő géptípussal, általában körülbelül 18%-os csökkenést tapasztalhatnak a csomagolási hulladékban, ahogyan azt egy évvel ezelőtt megjelent kutatás a csomagolási hatékonyságról szóló szakfolyóiratokban közölte.

Csomagolási formátumok rugalmassága: Álló zacskók (VFFS) vs. Párna csomagok, Flow csomagolások és L-zárak (vízszintes)

A VFFS továbbra is az álló zacskók nagy mennyiségben történő előállításának első számú választása, beleértve az újratömhetszegélyes és csöves kialakítású zacskókat is, amelyeket gyakran használnak csemegékhez és koncentrált folyadékokhoz. Ezek a rendszerek általában körülbelül 90%-os fóliahasznosítási hatékonyságot érnek el párnázott csomagolások készítésekor. A vízszintes csomagolási megoldások azonban más lehetőségeket kínálnak. Szélesebb formátumtartománnyal dolgoznak. A flow wrapper (fóliázó) gépek kiválóan alkalmasak energiaitalos rudakra és édességekre, míg az L-szegecselők teljesen lezárt, hamisításra utaló nyomokat hagyó csomagokat hoznak létre, amelyek orvosi alkalmazásokhoz szükségesek. Az előre gyártott zacskós rendszerek pedig bonyolultabb, kiskereskedelmi forgalomba hozatalra kész tervezési megoldásokat tesznek lehetővé, például redős zacskók ablakkal vagy egyedi formájú tartályok. A VFFS fő hátránya, hogy a formátumváltáshoz a fóliagöngyölöget teljesen ki kell cserélni, míg a vízszintes gépek gyorsan tudnak váltani tálcapecsételés, flow wrapper és zacskófeltöltés között. Ez különösen vonzóvá teszi őket olyan vállalatok számára, amelyek rendszeresen, kb. negyedévente frissítik csomagolásukat. Megjegyzendő azonban, hogy a VFFS továbbra is jelentős költséghatékonysági előnnyel rendelkezik állandó, nagy volumenű termelési folyamatok esetén stabil termékvonalak mentén.

Teljesítmény, tér és összes tulajdonlási költség

Termelési valóság: 60–200 ppm (VFFS) vs. 40–120 ppm (vízszintes) – Figyelembe véve a leállásokat és átállási hatékonyságot

A függőleges formázó-, töltő- és zárógépek percenként 60 és 200 csomag közötti mennyiséget tudnak kezelni szabadon ömlő termékek esetén, mivel folyamatosan, megállás nélkül működnek, és a töltés során kihasználják a gravitációt. A vízszintes kivitelek általában percenként körülbelül 40–120 csomagot dolgoznak fel, de korlátozottabbak, mivel időnként meg kell állniuk feladatokhoz, mint például a zacskók betöltése, a termékek helyzetbe hozatala vagy a zárás befejezése. A tényleges gyártási adatok tekintetében a gyártásátállási idők is jelentős különbséget jelentenek. A VFFS-gépeken az átállások általában 5 és 15 perc között tartanak, például a fóliagurigák cseréjénél vagy gallérok cseréjénél. A vízszintes gépekhez viszont sokkal hosszabb idő szükséges, gyakran több mint 20 perc csak azért, hogy átváltson különböző üzemmódok között, például flow wrap és L-zárás konfiguráció között, vagy hogy beállítsa a szállítósín beállításait tálcákhoz. Az előre nem tervezett leállások szemlélete további előnyt jelent a VFFS technológia számára. A vízszintes csomagolók évente körülbelül 12–18 százalékkal több leállással küzdenek olyan problémák miatt, mint a zacskók helytelen betáplálása, a fólia vezetésének hibái vagy dugulások. Ezek a hibák gyakrabban fordulnak elő a vízszintes rendszereknél egyszerűen azért, mert ezek bonyolultabb mechanikával rendelkeznek, és működésük során erősen függenek az alkatrészek pontos pozícionálásától.

Lábnyom és telephely-integráció: Függőleges raklap hatékonyság vs. lineáris elrendezés igényei

A függőleges adagoló- és zárógépek (VFFS) valóban takarítanak meg helyet, mivel a termékek függőlegesen haladnak át a gépen. A legtöbb beállítás kevesebb mint 15 négyzetmétert foglal el, még akkor is, ha súlyellenőrzőkkel, fémérzékelőkkel vagy dátumkódolókkal vannak felszerelve. A vízszintes rendszerek másképp működnek; egyenes vonalú elrendezést igényelnek, ahol a szabványos telepítések kizárólag a szállítószalagok, formázó terület, hűtőszakaszok és a feldolgozás utáni tárolás miatt 25 és 40 négyzetméter között terjedhetnek. Ezért illeszkednek oly jól a VFFS gépek azokba a gyárakba, ahol korlátozott a hely, vagy amikor gyártóüzemek bővítésénél fontos a helytakarékosság. Másrészről, a vízszintes vonalak új építésű projektek esetén ésszerűbbek, ahol elegendő a mennyezet magassága, és van hely a jövőbeli moduláris bővítésekre.

TCO összehasonlítás: Kezdeti beruházás, karbantartási terhek és alkatrészek elérhetősége Csomagoló gépek

A teljes tulajdonlási költség (TCO) megállapításánál figyelembe kell venni a beszerzési árat, az energiafogyasztást, a karbantartási gyakoriságot, az anyagkiesést és a maradványértéket. Bár a vízszintes gépek általában 15–30%-kal alacsonyabb kezdeti költséggel rendelkeznek, a függőleges zsározó- és csomagolóberendezések (VFFS) mérhető hosszú távú előnyöket kínálnak:

• Energiatakarékosság : Az egyszerűsített mechanika és kevesebb meghajtó egység körülbelül 20%-kal csökkenti az energiafogyasztást
• Anyaghulladék : A fólia helytelen igazítása és a szalagfeszítés problémái a vízszintes rendszerekben 8–10%-os hulladékot okoznak, míg jól beállított VFFS soroknál ez mindössze 2–3%
• Karbantartási terhelés : A vízszintes zárógépeket évente körülbelül 30%-kal több szervizelési időre van szükség a nagyobb alkatrészszámú zárófejek, szervohajtású szállítószalagok és többtengelyű szinkronizálás miatt
  A maradványérték ezt megerősíti: a nagy terhelésű VFFS egységek öt év után is megőrzik eredeti értékük körülbelül 40%-át – szemben a hasonló vízszintes gépek körülbelül 25%-ával –, ami tükrözi tartósságukat folyamatos, nagy ciklikusságú működés mellett.

Gyártósor-integráció és iparág-specifikus alkalmasság

Táplálórendszer-kompatibilitás: Mérlegek, csigatöltők és robotikai megoldások a VFFS és vízszintes csomagolóberendezések összehasonlításában

A függőleges töltő-, formázó- és zárórendszerek kiválóan működnek a felső betöltési berendezésekkel, mint például a többszálas mérlegek, csigatöltők és azok a vibrációs adagolók, amelyekről mindannyian tudunk. Az anyag egyszerűen leesik a formakarimán keresztül a gravitáció hatására, ami lényegesen leegyszerűsíti az egész folyamat automatizálását. A robotkarok közvetlenül az ürítési végénél tudják fogadni a megtöltött tasakokat, anélkül hogy nagy alapterületre vagy bonyolult infrastruktúra-kialakításra lenne szükség. A vízszintes modellek ettől eltérőek. Ezeknél minden elemet pontosan össze kell hangolni a szállítószalagok, a pick-and-place robotok és a film mozgása között. Ez azt jelenti, hogy a mérnököknek különösen óvatosnak kell lenniük a méretekkel, és az irányítások is elég bonyolulttá válnak. A vízszintes gépek egyenes vonalú kialakítása miatt jobban kezelik az oldalukra helyezett termékeket. Ezért gyakran részesítik előnyben már becsomagolt áruk, összeszerelt tepsik vagy olyan termékek esetében, ahol a betöltés során fontos a pontos orientáció.

Legfontosabb ipari alkalmazások: Élelmiszer, gyógyszer és fogyasztási cikkek – használati esetek minden csomagolóberendezés-típushoz

Élelmiszer-termelő sorok esetében a függőleges forma-állító-töltő-záró gépek az uralkodó megoldások a csípős csemegék, reggeli gabonák, kávétermékek és állateledelek gyártásában. Ezek a rendszerek meglehetősen megbízhatóan képesek percenként 60 és 200 darab álló tasak előállítására. Az egészségügyi ipar teljesen más megközelítést alkalmaz, elsősorban vízszintes berendezéseket használva például blisztercsomagolásokhoz, steril L-záras orvosi eszköztálcákhoz, valamint különféle üvegcsék vagy dobozok becsomagolási műveleteihez. Miért? Mert óvatos termékkezelésre van szükségük, fenntartaniuk kell az ISO-szabványokat létesítményeikben, és részletes érvényesítési nyilvántartásokat igényelnek, amelyeket egyáltalán nem lehet feláldozni. A fogyasztási cikkeket gyártó vállalatok általában aszerint osztják el a gépek használatát, hogy mi a legmegfelelőbb. A vízszintes csomagológépeket olyan termékeknél használják, mint elektronikai dobozok, kozmetikai termékek és szerszámkészletek, ahol nagyon fontos a megjelenés. Eközben a VFFS gépek olyan termékeket dolgoznak fel, mint folyékony szappan utántöltők, adagonként adagolt vitamincsomagok, valamint a hajlékony tasakos állateledelek. Végül is ezek a döntések attól függenek, hogy milyen szempontok a legfontosabbak működési szinten: az élelmiszer-gyártók a sebességre és a mennyiségre helyezik a hangsúlyt, az egészségügyi szakemberek pontosságot és szabályozási megfelelést követelnek meg, míg a fogyasztási cikkeket gyártó cégek igyekeznek összeegyeztetni a figyelemfelkeltő csomagolást, környezeti aggályokat, és lépést tartani a változó termékpalettával.

GYIK szekció

Mi az a VFFS gép?

Egy VFFS gép egy függőleges formázó, töltő és záró berendezés, amely fóliabobinából készít zacskókat, feltölti azokat termékkel, majd lezárja őket, mindezt függőleges tengely mentén.

Melyek az elsődleges termékek, amelyeket vízszintes Csomagoló gépek ?

A vízszintes gépek általában előre gyártott zacskókkal, hőzárt csomagolásokkal és L-zárolásokkal dolgoznak, így alkalmasak például szeletkék, orvosi eszközök és törékeny termékek csomagolására.

Melyik gép hatékonyabb a helykihasználás szempontjából?

A VFFS gépek térhatékonyabbak a függőleges elrendezésük miatt, így ideális választás korlátozott alapterületű gyárak számára.