스낵, 분말 및 액체 제품을 위한 VFFS 기계 선택에 대한 종합 가이드

어떻게 Vffs machine 의 작동 원리: 핵심 개념과 주요 구성 요소

Vertical Form-Fill-Seal 기계의 작동 원리 이해

수직 포장 성형 충진 밀봉(VFFS) 기계는 종이 포장 필름을 한 번에 완제품 백으로 만들어 냅니다. 이 과정이 시작되면 필름 롤이 성형 칼라라고 불리는 부분에 공급되며, 이곳에서 재료를 수직 형태로 말아 올립니다. 제품이 이 튜브 형태 구조 내부를 이동할 때, 특수한 밀봉 부품들이 양쪽을 따라 수직으로 움직이며 꼭 필요한 밀폐를 형성합니다. 다음으로 수평 작동이 이루어지며, 또 다른 클램프들이 각 백의 양 끝을 닫고 절단합니다. 요즘 이러한 기계들은 매분 약 200개의 백을 제작할 수 있습니다. 2025년 글로벌 뉴스와이어(Globenewswire)의 일부 업계 보고서에 따르면, 2034년까지 이러한 유형의 기계에 대한 세계 시장 규모는 약 53억 2천만 달러에 이를 것으로 예상됩니다.

VFFS 기계의 주요 구성 요소: 필름 롤에서 밀봉된 백까지

구성 요소	기능
필름 운반 시스템	정밀한 장력 제어 기능으로 필름을 풀어 줍니다.
성형 칼라	필름을 수직 튜브 형태로 가공합니다.
수직 밀봉 턱	연속 측면 밀봉 생성
수평 밀봉 턱	봉투 상단/하단 밀봉 및 완성된 유닛 절단

이러한 구성 요소들은 팀을 이루어 작동하여 식품 등급 적용 분야에서 정밀한 정렬을 보장하고 필름 폐기물을 최소화하며 위생적인 조건을 유지합니다.

연속 포장 공정: 한 번의 흐름에서 성형, 충전, 밀봉

VFFS는 기본적으로 사이클 방식으로 작동합니다. 봉투가 채워지고 밀봉되면 필름이 자동으로 다음 위치로 이동합니다. 각 사이클 간의 대기 시간이 없기 때문에 생산 라인을 끊임없이 유지할 수 있습니다. 서보 모터로 구동되는 부품은 액체와 같은 까다로운 제품을 다룰 때 특히 유용합니다. 극단적으로는 1/10밀리리터 단위의 오차만으로도 향후 누출이 발생할 수 있는 상황일 수 있습니다. 이러한 기계의 독특한 점은 성형, 충진, 밀봉의 세 단계를 수직으로 동시에 수행할 수 있다는 것입니다. 이러한 구조는 공간 절약에도 큰 장점이 있습니다. 기존의 수평 시스템에 비해 공장에서는 약 40퍼센트 이상의 바닥 면적을 절감할 수 있다고 보고하고 있습니다.

서보 vs. 공압: 올바른 VFFS 구동 시스템 선택

공압식과 서보 모터 구동식 VFFS 기계 비교

공압식으로 구동되는 VFFS 기계는 부품들을 움직이기 위해 압축 공기를 사용하기 때문에 일견 더 저렴하게 보입니다(지난해 Packaging Digest에 따르면 서보 방식 기계의 경우 약 6만~12만 달러인 반면, 공압식은 약 2만5천~5만 달러). 하지만 단점이 있습니다. 압축기가 지속적으로 작동하기 때문에 전력 소비가 약 30% 더 많습니다. 한편, 서보 구동 시스템은 다르게 작동합니다. 이 시스템은 전기 모터를 사용하여 토크를 훨씬 더 정밀하게 제어할 수 있어 밀봉 정확도가 0.2mm 이내로 뛰어납니다. 이러한 수준의 정밀도는 얇은 간식 포장 필름이나 측면 형성에 신경 써야 하는 액체 포 pouch 작업 시 특히 중요합니다. 일반적으로 공압식 기계는 분당 40개 미만의 봉투를 제작하는 소규모 작업에는 적합하지만, 서보 방식은 분당 200개 이상의 봉투를 꾸준히 제작할 수 있을 뿐 아니라 계량 정렬 측면에서도 일관성을 유지할 수 있습니다.

간헐 운동 대 연속 운동: 포장 속도 및 정확도에 미치는 영향

공압 시스템은 정지-재개 동작 방식으로 작동하기 때문에 생산 과정에서 짧은 정지 구간이 발생합니다. 이러한 이유로 실제 생산량은 이론적으로 가능한 수준의 약 70~80%에 그치는 경우가 많습니다. 그러나 최신 서보 구동 VFFS 기계는 상황이 다릅니다. 이 기계는 연속 동작 방식으로 작동하기 때문에 사이클 시간을 약 22% 단축할 수 있습니다. 흥미로운 점은 이 기계들이 가루 제품의 경우에도 1% 미만의 제품 손실률을 유지한다는 것입니다. 이를 가능하게 하는 것은 봉투 형성과 동시에 충진이 이루어질 수 있는 매끄러운 작동 방식입니다. 소스와 같은 점성 물질의 경우에는 특히 중요합니다. 왜냐하면 모든 동작이 0.3초 이내에 펌프와 밀봉 장치가 정확하게 동기화되어 작동해야 하기 때문입니다.

스낵 및 액체 포장 분야에서 서보 구동 VFFS 기술로 전환하는 이유

PMMI(2023)의 최근 업계 보고서에 따르면 간식 제조업체의 약 4분의 3이 기름이 발라진 제품을 취급할 때 서보 모터가 구동하는 VFFS 기계와 다중헤드 계량기를 함께 사용하기 시작했습니다. 이러한 기계는 방향 전환 속도가 매우 빨라 포장 중에 양념이 분리되지 않기 때문에 보다 효율적으로 작동합니다. 이 기술이 돋보이는 이유는 순간적으로 3배 더 많은 토크를 처리할 수 있어 액체를 채운 파우치에서 밀봉 지점 간격이 단지 0.25초만으로도 귀찮은 누수 현상이 발생하지 않도록 해줍니다. 또한 에너지 절약 효과도 빼놓을 수 없습니다. 이 시스템으로 전환한 시설에서는 기존 공압 방식 모델에 비해 약 40% 적은 전력을 소비하는 것으로 나타났습니다. 연간 2천만 개 이상의 포장봉지를 제작하는 대규모 작업장의 경우 대부분 18~24개월 이내에 투자 비용을 회수할 수 있어 포장 라인을 업그레이드하려는 모든 사람들에게 고려할 가치가 있습니다.

충진 방식을 제품 유형에 맞추기: 간식, 분말, 액체

측정 컵, 오거, 피스톤, 복합 계량기 시스템 비교

최신 VFFS 기계는 특정 제품 특성에 최적화된 개별 충진 시스템을 사용합니다:

• 측정 컵 충진 장치 프레첼과 같은 균일한 건조 간식류에 적합하며 분당 최대 120개의 봉지 포장 처리 가능
• 오거 시스템 ±1%의 정확도로 분말 및 과립 제품을 취급하며, 커피나 향신료 혼합 제품에 필수적임
• 피스톤 필러 양변위 방식을 사용하여 소스와 같은 점성 있는 액체를 분당 0.5–5리터의 속도로 처리함
• 복합 계량기 혼합 견과류와 같은 고급 간식류에 99.5%의 정밀도를 제공하지만 바닥 면적의 20% 더 많은 공간이 필요함

충진 시스템에 대한 업계 분석에 따르면, 복합 계량기는 불규칙한 제품의 경우 측정 컵 방식 대비 18%의 낭비 비용을 절감합니다.

파우더, 과립, 액체의 계량 최적화를 위해 오거, 펌프, 급송 장치 활용

파우더는 브리징(bridging) 방지를 위해 항정전 오거 설계가 필요하지만, 자유 유동 과립은 진동 급송 장치의 혜택을 받습니다. 액체 적용에는 기어 펌프가 점도 50–500 cPa·s의 오일에 적합하며, 전단에 민감한 드레싱에는 퍼이스탈틱 펌프가 적합합니다. 서보 구동 시스템은 8oz와 16oz 배치 전환 시 제품 폐기물을 30% 줄이도록 충진량을 동적으로 조정합니다.

파우더 및 액체 충진 시 발생하는 문제 극복: 정확도, 누출, 유량 제어

고지방 파우더는 흐름성을 유지하기 위해 가열된 호퍼가 필요하며, 습기 흡수성 제품은 질소 퍼징(nitrogen purging)이 필요합니다. 연구에 따르면 점도에 맞춘 충진 시스템은 액체 누출을 45% 줄인다는 결과를 보였습니다(PMMI, 2023). 파우더의 경우, 하중 셀 통합 피드백 루프가 사이클 중간에 계량 오류를 수정하여 밀도 변화가 있더라도 ±0.5g 정확도를 유지합니다.

속도 대 정밀도: 고성능 VFFS 라인을 위한 부피 계량 대 조합 계량

용적식 시스템은 고속 스낵 라인(분당 200+ 봉지)에서 주도적인 역할을 하지만 ±2.5%의 오차를 허용합니다. 조합형 계량기(Combination scales)는 분당 120봉지의 속도로 ±0.3%의 정확도를 제공하여 고급 초콜릿이나 건강기능식품에 이상적입니다. 하이브리드 구성은 용적식 사전 충진 후 미세 조정을 통해 처리량을 25% 증가시키면서도 목표 중량의 99%까지 정확도를 유지합니다.

## 식품 포장에서의 실제 적용 사례: 스낵류부터 스파우트 파우치까지

VFFS 기계의 일반적인 식품 적용 분야: 스낵류, 커피, 소스 및 분말류

수직 성형·충전·밀봉(VFFS) 기계는 감자칩 및 견과류와 같은 건조 스낵류 포장에 우수하며, 분당 최대 120봉지까지 처리하면서도 1% 미만의 제품 손실률을 기록합니다(PMMI 2023). 밀폐성 있는 포장은 커피 원두 및 분말류의 신선도를 유지해주며, 정밀 오거 시스템은 케첩과 같은 점성 있는 소스류를 ±0.5g의 정확도로 계량합니다. 분말 음료 믹스와 같은 과립상 제품은 고속 운전 중 덩어리 현상을 줄이는 진동 보조 충진 기능의 혜택을 받습니다.

가방 스타일 선택: 제품별로 다양한 베개형, 옆면 지퍼형, 스파우트형 파우치 제공

• 베개형 파우치 : 200g 미만의 가벼운 간식에 경제적인 솔루션 제공, 견고한 포장재 대비 20% 적은 필름 사용
• 가스켓 가방 : 밀가루 5kg 봉지와 같은 대량 제품을 지지하는 보강된 측면 설계로 이음새에 가해지는 부하 감소
• 스파우트형 파우치 : 누수 방지 설계로 요리유와 점성 소스까지 처리 가능하며, 글로벌 채택률이 연간 6.24% 증가하고 있음 (Vocal Media, 2024). 유리병 대비 운송 중 무게를 30% 절감하며 정확한 분배가 가능함.

업계 데이터: 간식 제조업체의 78%가 서보 모터식 VFFS와 멀티헤드 계량기를 사용 중 (PMMI, 2023)

서보 모터식 VFFS 기계는 간식 포장 분야에서 교체 시간이 15% 더 빠르고 봉투 길이 일관성이 ±0.2mm로 우수함. 14헤드 복합 계량기와 결합할 경우, 토틸라 칩과 같은 불규칙한 제품에 대해 99.7%의 계량 정확도를 달성하여 연간 $740,000의 비용 절감 효과를 얻을 수 있음 (Ponemon, 2023).

올바른 제품 선택 방법 Vffs machine 귀사의 생산 요구사항에 맞는

중요 선택 기준: 봉투 크기, 출력 속도, 필름 호환성 및 통합

VFFS 기계를 평가할 때, 다음 네 가지 운영 요소를 우선 고려하십시오:

기준	주요 고려 사항
봉투 크기 용량	제품 용량(간식 포션 대량 분말) 및 치수 제한 조건 수용
출력율	향후 수요 증가를 고려한 확장성을 갖춘 생산 목표(분당 30~200개 봉투)와 일치
필름 호환성	습기 민감한 분말을 위한 다층 필름 또는 자외선 저항성 액체 필름 지원
시스템 통합	기존 계량 시스템, 컨베이어 및 상류/하류 장비와의 인터페이스

간식류를 취급하는 기계는 일반적으로 ±0.5g의 정확도가 필요하며, 액체 포장의 경우 50PSI 이상의 압력 저항 등급을 갖춘 누출 방지 밀폐 기능이 필요합니다.

기계 기능을 제품 유형 및 작업자 전문성과 일치시키기

커피 가루 및 다른 과립성 물질은 계량 시 99.5% 정확도에 가까운 성능을 내는 오거 계량기와 잘 맞습니다. 그러나 점도가 높은 액체의 경우 피스톤 펌프가 필요하며, 이는 약 0.1ml 단위까지 처리할 수 있습니다. 제어 시스템의 복잡성은 작업자의 기술 숙련도에 따라 달라집니다. 정식 교육을 많이 받지 않은 작업자들이 근무하는 기업일수록 제품 변경 시 빠른 전환이 가능하고(다운타임 15% 미만) 직관적인 인터페이스를 갖춘 장비를 사용하는 것이 더 효과적입니다. 예를 들어 간식 제조사의 경우, 인력 변동이 잦은 환경에서 단계별 진단 및 해결 가이드가 있는 기계로 전환한 제조사들은 실수 발생률이 약 25% 감소했습니다.

자동화 수준과 운영 효율성 및 비용 간 균형 유지

PMMI의 작년 자료에 따르면 서보 구동 VFFS 기계는 공압식 기계에 비해 초기 비용이 약 20~35% 더 들지만, 이러한 시스템은 제품 폐기물을 거의 18% 줄이면서 전체적으로 에너지 사용량을 22% 절감합니다. 분당 약 160개의 봉투를 생산하는 대형 스낵 제조사의 경우, 인건비 절감 덕분에 약 1년 반 이내에 투자 비용을 회수할 수 있어 경제성이 매우 우수합니다. 분당 40개 미만의 봉투를 포장하는 소규모 작업장의 경우, 반자동 모델도 예산을 크게 초과하지 않으면서 여전히 수익성이 있습니다. 이러한 모델은 5년 동안 유지보수 비용을 약 30% 절감하므로 생산량이 많지 않을 때도 현명한 선택이 됩니다.

자주 묻는 질문

VFFS 기계의 주요 구성 요소는 무엇인가요?

주요 구성 요소로는 필름 이송 시스템, 성형 콜라, 수직 밀봉 턱, 수평 밀봉 턱이 있습니다. 이러한 구성 요소들이 함께 작동하여 정밀한 정렬을 보장하고 필름 폐기물을 최소화합니다.

서보 구동 VFFS 기계가 공압식 기계보다 우수한 점은 무엇인가요?

서보 구동 VFFS 기계는 토크를 보다 정확하게 제어하여 공압식 기계에 비해 약 40%의 전력 소비를 절감할 수 있습니다. 또한 고정밀도와 빠른 출력 속도를 제공하여 대량의 과자 및 액체 포장에 유리합니다.

제품 종류에 따라 충진 방식은 어떻게 달라지나요?

다양한 충진 시스템이 특정 제품에 최적화되어 있습니다: 간식에는 부피식 컵 충진 장치, 분말에는 오거 시스템, 액체에는 피스톤 충진 장치, 고정밀도가 요구되는 고급 과자에는 조합형 계량 장치를 사용합니다.

VFFS 기계를 선택할 때 고려해야 할 사항은 무엇인가요?

봉투 크기 범위, 출력 속도, 필름 호환성, 시스템 통합 등을 고려해야 합니다. 기계가 귀사의 제품 유형과 운영자의 숙련도 수준에 적합한지 확인하십시오.