VFFS ar horizontalieji pakuotės aparatai: kuris geresnis jūsų gamybos linijai?

Pagrindiniai veikimo principai: kaip veikia VFFS ir horizontalieji Packaging mašinos Darbas

VFFS pakuotės aparatai: tolydinis formavimas-pildymas-hermetizavimas vertikalioje ašyje

Vertikalaus formavimo, pildymo ir užsandarinimo arba VFFS pakuotės mašinos veikia taip: medžiaga traukiama žemyn iš ritės per tai, kas vadinama formavimo apykakle, kuri judėdama sukuria šią vertikalią vamzdelio formą. Produktai patenka per apykaklės viršutinį angą. Šiuo atveju didžiąją darbo dalį atlieka gravitacija, ypač tokiems produktams kaip granulės, milteliai ir maži kietieji daiktai, kuriuos reikia supakuoti. Mašinoje yra sandarikliai, kurie atlieka dvigubą funkciją – tuo pačiu metu suformuoja vieno maišelio apačios sandūrą ir paruošia viršaus sandūrą kitam maišeliui. Būtent taip pasiekiama nuolatinė veikla be sustojimų tarp pakuotės. Kai kurios geriausios esamos modelių versijos pagal 2023 m. pranešimą iš Industry Efficiency Institute gali apdoroti nuo 60 iki 200 pakuotės kiekvieną minutę. Šios sistemos taip pat veikia su įvairiais medžiagų tipais, įskaitant laminatus, aliuminio foliją ir net kai kurias aplinkai draugiškas bioplastikines medžiagas, kurios yra sertifikuotos kaip perdirbamos. Jų išskirtinumas slypi kompaktiškoje konstrukcijoje, užimančioje minimalų grindų plotą, kartu išlaikant geras gamybos apimtis – tai labai vertinama gamintojų, kai gamyklos grindyse trūksta vietos.

Horizontalios pakuotės mašinos: apdorojant iš anksto pagamintas maišelius, flow wrap ir L-užantspaurus

Horizontalios pakuotės mašinos apdoroja iš anksto suformuotus maišelius arba ritininę plėvelę tiesioje plokštumoje. Gaminiai juda per juostinį transportavimo įrenginį į judančias plėvelės juostas, kur formuojami maišeliai aplink produktą – tai idealu traškiačiams, medicinos prietaisams ar trapiam turiniui. Pagrindiniai konfigūracijos tipai yra:

• Flow wrapperiai : Apvynioja pailgus produktus pagalvių tipo pakuotėmis
• L-užantspaudėjai : Gamina šonines sandarias, pažeidimų aptikimui skirtas pakuotes skysčiams ar jautriems komponentams
• Iš anksto pagamintų maišelių sistemos : Tiksliai pildo išorėje tiekiamus stovinčius arba užtrauktukus maišus

Skirtingai nuo VFFS, horizontalios sistemos lengvai integruoja sunkesnius uždarymus – pylimus, dangtelius, užtrauktukus – ir palaiko sterilias, šilumai jautrias pildymo procedūras ar švelnų apdorojimą, kad būtų išvengta vertikalių kritimų. Tai daro jas unikaliai tinkamas taikymui, kai svarbus produkto vientisumas, reglamentinė suderinamumas ar formatų sudėtingumas svarbesnis už gryną greitį.

Produkto ir pakuotės formato suderinamumas

Atitinkamų produktų savybių – kietųjų medžiagų, granulių, skysčių ir trapiųjų – pritaikymas pakuotės mašinų architektūrai

Vertikalaus formavimo, pildymo ir užsandarinimo mašinos geriausiai tinka medžiagoms, kurios lengvai tekėdamos gravitacija, tokios kaip granulės, milteliai ir mažyčiai kietieji gabalėliai. Šios mašinos ypač puikiai veikia su drėgmę geriančiomis medžiagomis, nes jos sumažina oro patekimą į pildomą medžiagą, kas labai svarbu farmacinėje pramonėje. Dėl šių mašinų vertikalaus judėjimo produktai ilgiau nelaikomi atviroje aplinkoje ir mažiau kontaktuoja su ja. Kita vertus, horizontalios mašinos paprastai geriau tinka skysčiams, storiems tepalams ir trapiems daiktams tvarkyti. Tokiose sistemose produktai švelniai dedami į iš anksto suformuotas maišelius arba dėžutes, todėl nėra pavojus pažeidimui dėl smūgių ar kirpimo jėgų. Horizontalios sistemos gali tvarkyti net netipiškos formos daiktus, tokius kaip elektronikos komponentai, šviežiai kepta duona ar net medicininės rinkinėliai, naudodamos specialias įrangos konfigūracijas ir šoninio pozicionavimo funkcijas, kurių standartinės VFFS mašinos tiesiog neturi. Kai gamintojai tinkamai suderina savo produkto charakteristikas, tokias kaip tekėjimas, trapumas ir storis, su tinkama įranga, jie paprastai pasiekia apie 18 % mažesnį pakuotės atliekų kiekį, pagal naujausius tyrimus, paskelbtus pernai efektyvaus pakavimo žurnaluose.

Pakavimo formato lankstumas: stovintys maišeliai (VFFS) prieš pagalvės pakuotes, apvyniojimą ir L-užantspaudavimą (horizontalų)

VFFS vis dar lieka pagrindinis pasirinkimas gaminant didelius kiekio stovinčių maišelių, įskaitant tuos su uždarymo funkcijomis ir išleidimo angomis, kurie dažnai naudojami traškėjimui ir koncentruotoms skystoms medžiagoms. Šios sistemos paprastai pasiekia apie 90 % plėvelės panaudojimo efektyvumą, gaminant pagalvėlės tipo pakuotes. Tačiau horizontalios pakuotės siūlo kažką naujo. Jos tvarko platesnį formatų diapazoną. Srauto vyniojimo įrenginiai puikiai tinka saugiai supakuoti mitybos plytelėms ir saldainiams, o L sandarintuvai sukuria visiškai užsandarintas, pažeidimų požymius rodančias pakuotes, reikalingas medicinos srityje. Iš anksto pagamintų maišelių sistemos taip pat leidžia sudėtingesnius paruoštus pardavimui dizainus, tokius kaip bokštiniai maišai su langeliais ar unikalaus formos konteineriai. Pagrindinis VFFS trūkumas yra tas, kad keičiant formatus tenka keisti visus plėvelės ritinius, tuo tarpu horizontalūs įrenginiai gali greitai perjungti tarp dėžučių sandarinimo, srauto vyniojimo ir maišelių pildymo operacijų. Tai juos daro ypač patrauklius įmonėms, kurios reguliariai atnaujina savo pakuotes kas ketvirtį ar pan. Vis dėlto verta paminėti, kad VFFS išlaiko stiprią bendrą nuosavybės sąnaudų pranašumą tvirtoms, didelės apimties gamybos serijoms stabiliose produktų linijose.

Našumas, erdvė ir bendrosios savininkystės sąnaudos

Apdirbimo realijos: 60–200 ppm (VFFS) prieš 40–120 ppm (horizontalusis) – atsižvelkite į prastovų trukmę ir keitimo efektyvumą

Vertikalių formavimo, pildymo ir užsandarinimo mašinų našumas gali siekti nuo 60 iki 200 pakuočių per minutę dirbant su laisvai tekėjančiais produktais, nes jos veikia tolydžioi be sustojimų ir pildo produktus pasinaudodamos sunkio jėga. Horizontalios versijos paprastai apdoroja apie 40–120 pakuočių per minutę, tačiau susiduria su apribojimais, kadangi periodiškai turi stabti dėl tokių užduočių kaip maišelių įkrovimas, perkėlimas į reikiamą padėtį ir sandarinimo proceso užbaigimas. Kalbant apie faktinius gamybos rodiklius, didelę įtaką taip pat daro paruošimo serijai keitimo trukmė. Pataisymai vertikalių formavimo, pildymo ir užsandarinimo mašinose paprastai trunka nuo 5 iki 15 minučių, pavyzdžiui, keičiant plėvelės ritės ar adapterių. Horizontalios mašinos reikalauja žymiai ilgesnio laiko, dažnai daugiau nei 20 minučių, kad būtų galima pakeisti skirtingus režimus, tokius kaip srauto vyniojimas ar L-formos sandarinimas, arba sureguliuoti konvejerio parametrus dėžutėms. Neplanuota sustojimo trukmė atskleidžia dar vieną vertikalių formavimo, pildymo ir užsandarinimo technologijos pranašumą. Horizontalios pakuotės paprastai turi apie 12–18 procentų daugiau metinių sustojimų, kuriuos sukelia tokios problemos kaip maišelių netinkamas padavimas, plėvelės judėjimo sekimo sutrikimai ir užsikimšimai. Šios problemos horizontalėse sistemose pasitaiko dažniau tiesiog dėl sudėtingesnės mechanikos ir didelės priklausomybės nuo tikslaus detalių suderinimo eksploatavimo metu.

Pėdsako ir įrenginių integracija: vertikalaus bloko efektyvumas prieš tiesinio išdėstymo reikalavimus

Vertikalūs formavimo, pildymo ir sandarinimo (VFFS) įrenginiai tikrai taupo grindų plotą, nes gaminiai juda vertikaliai per mašiną. Dauguma montažo schemų užima mažiau nei 15 kvadratinių metrų, net jei įrengti svarstyklių patikros įtaisai, metalo detektoriai ar datos koduotojai. Horizontalios sistemos veikia kitaip; jos reikalauja tiesioginės išdėstymo tvarkos, kur standartinės instaliacijos gali užimti nuo 25 iki 40 kvadratinių metrų tik transportieriams, formavimo zonai, aušinimo sekcijoms ir apdorojimo požiūriu požeminiam saugojimui. Dėl to VFFS mašinos puikiai tinka gamyklose, kur trūksta vietos, arba atnaujinant gamyklas. Kita vertus, horizontalios linijos yra prasmingesnės naujų statybų projektams, kuriuose yra pakankamai aukštis luboms ir vietos būsimiems moduliniams plėtimams.

TCO palyginimas: pirminės investicijos, techninės priežiūros našta ir atsarginių dalių prieinamumas Packaging mašinos

Bendrosios savininkystės sąnaudos (TCO) turi sverti pirkimo kainą prieš energijos sunaudojimą, techninės priežiūros dažnumą, medžiagų atliekas ir likutinę vertę. Nors horizontalieji įrenginiai dažnai turi 15–30 % žemesnes pradines sąnaudas, VFFS siūlo matomus ilgalaikius pranašumus:

• Energetinė efektyvumas : Supaprastinta mechanika ir mažesnis aktuatorių skaičius sumažina energijos suvartojimą ~20 %
• Medžiagų atliekos : Plėvelės netinkamas išdėstymas ir juostos įtempimo problemos sukelia 8–10 % atliekų horizontaliuose įrenginiuose, palyginti su tik 2–3 % gerai kalibruotose VFFS linijose
• Techninės priežiūros našta : Horizontalieji sandarinimo įrenginiai reikalauja ~30 % daugiau metinių aptarnavimo valandų dėl didesnio detalų skaičiaus sandarinimo galvutėse, servovaldžių transporterių ir daugiakanalių sinchronizacijų
  Likutinė vertė tai patvirtina: intensyviai naudojamos VFFS sistemos išlaiko ~40 % pradinės vertės po penkerių metų – palyginti su ~25 % panašių horizontalių mašinų atveju – tai atspindi jų ilgaamžiškumą tolyginėse, aukšto cikliškumo operacijose.

Linijos integracija ir pritaikymas konkrečioms pramonės šakoms

Maitinimo sistemos suderinamumas: Svertai, sraigto pildytuvai ir robotai su VFFS lyginant su horizontaliosiomis pakuotės mašinomis

Vertikalių formavimo, pildymo ir užsandarinimo sistemų darbas puikiai tinka su viršutinio maitinimo įranga, tokia kaip daugiagalvės svarstykles, sraigtiniai pildytuvai ir tie vibraciniai maitintuvai, apie kuriuos visi žinome. Medžiaga tiesiog nukrenta žemyn į formavimo apykaklę dėl sunkio jėgos, todėl automatizuoti visą procesą tampa žymiai paprasčiau. Robotiniai rankiniai galūnės gali iškart pagauti užpildytus maišelius išleidimo gale, nereikalinga daug grindų ploto ar sudėtingos infrastruktūros. Horizontalūs modeliai yra kitokie. Jie reikalauja tikslaus sinchronizavimo tarp pervežimo juostų, „paimk ir padėk“ robotų bei plėvelės judėjimo. Tai reiškia, kad inžinieriams reikia būti ypatingai atidiems matuojant, o valdymas tampa gana sudėtingas. Dėl tiesios linijos konstrukcijos horizontalūs įrenginiai geriau tvarkosi su šonu dedamais produktais. Todėl jie dažnai renkamasi jau supakuotoms prekėms, surinktoms dėžutėms ar bet kam, kur konkreti orientacija įkrovimo metu yra svarbi.

Svarbiausi pramonės taikymo sritys: maisto, farmacijos ir vartojimo prekių panaudojimo atvejai kiekvienam pakuotės mašinų tipui

Kai kalbama apie maisto gamybos linijas, vertikalių formavimo, pildymo ir sandarinimo įrenginiai yra lyderiai traškiajam maistui, pusryčiams, kavos produktams ir gyvūnų pašarams. Šios sistemos gali pagaminti stovinčias pakuotes su greičiu nuo 60 iki 200 per minutę pakankamai patikimai dažnai. Farmacijos įmonės visiškai pasirenka kitokį požiūrį, daugiausia naudodamos horizontalią įrangą tokiems dalykams kaip blizginimo plokštelės, sterilūs L-formos sandariai užsandarinti medicinos prietaisų padėklai bei įvairios ampulių arba dėžučių vyniojimo operacijos. Kodėl? Todėl, kad reikia švelnaus produkto tvarkymo, turi būti išlaikyti ISO standartai gamyklose ir reikalaujami išsamūs patvirtinimo įrašai, kurių negalima kompromituoti. Vartotojo prekių gamintojai paprastai skirsto savo įrangos naudojimą pagal tai, kas veikia geriausiai. Horizontalūs vyniotuvai naudojami elektronikos dėžutėms, grožio produktams ir rankiniams įrankių rinkiniams, kur svarbus išvaizda. Tuo tarpu VFFS įrenginiai tvarko tokias prekes kaip skysčio muilo papildymo talpyklos, porcijomis reguliuojamos vitaminų pakuotės ir lankstūs gyvūnėlių skanėstai. Galiausiai, šie sprendimai priklauso nuo to, kas operaciniu požiūriu svarbiausia – maisto gamintojai rūpinasi greičiu ir apimtimi, farmacijos specialistai reikalauja tikslumo ir atitikties reglamentams, o vartotojo prekių įmonės stengiasi suderinti patrauklią pakuotę, aplinkosaugos klausimus ir prisitaikyti prie besikeičiančių produktų asortimento.

Dažniausiai paskyrančių klausimų skyrius

Kas yra VFFS mašina?

VFFS mašina yra vertikali formavimo, pildymo ir užsandarinimo įranga, naudojama maišeliams gaminti iš plėvelės ritės, juos pildyti produktais ir užsandarinti visą procesą atliekant vertikaliai.

Kokie yra pagrindiniai produktai, naudojami horizontalioje Packaging mašinos ?

Horizontaliosios mašinos dažniausiai apdoroja iš anksto pagamintus maišelius, flow wrap'us ir L-užantspaudinimus, skirtus tokiam produktams kaip traškučiai, medicinos prietaisai ir trapūs gaminiai.

Kuri mašina yra efektyvesnė naudojant erdvę?

VFFS mašinos yra erdvės naudojimui efektyvesnės dėl jų vertikalaus konstravimo, todėl jos puikiai tinka gamyklose, kuriose ribotas grindų plotas.