VFFS a poziome maszyny pakujące: Który jest lepszy dla Twojej linii produkcyjnej?

Podstawowe zasady działania: VFFS a poziome Maszyny do pakowania Praca

Maszyny pakujące VFFS: Ciągłe formowanie, napełnianie i zamykanie w osi pionowej

Pionowe maszyny do pakowania typu form-fill-seal (VFFS) działają, nawijając folię z rolki przez tzw. kołnierz formujący, który tworzy pionowy kształt tuby w trakcie procesu. Produkty są wprowadzane przez otwór w górze kołnierza. Siła grawitacji wykonuje większość pracy, szczególnie w przypadku granulatów, proszków oraz małych przedmiotów stałych wymagających pakowania. Maszyna jest wyposażona w szczęki uszczelniające, które pełnią podwójną funkcję – tworząc jednocześnie dno jednego worka i górne zamknięcie następnego bezpośrednio po nim. Dzięki temu możliwe jest ciągłe działanie bez przerywania między pakietami. Według najnowszych danych z 2023 roku Instytutu Efektywności Przemysłu, niektóre lepsze modele potrafią obsłużyć od 60 do 200 opakowań na minutę. Systemy te współpracują z różnymi materiałami, w tym laminatami, folią aluminiową, a nawet niektórymi przyjaznymi dla środowiska bioplastikami posiadającymi certyfikat nadającego się do recyklingu. To, co je wyróżnia, to kompaktowa konstrukcja zajmująca minimalną powierzchnię podłogową, a mimo to zapewniająca wysoką wydajność – cecha szczególnie ceniona przez producentów, gdy brakuje miejsca na hali fabrycznej.

Maszyny do pakowania poziomego: obsługa gotowych woreczków, owijania przepływowego i uszczelnień typu L

Maszyny do pakowania poziomego przetwarzają wstępnie uformowane woreczki lub folię z rolki na płaszczyźnie liniowej. Produkty przemieszczają się taśmą przenośną do napływających strumieni folii, gdzie woreczki są formowane wokół nich — idealne dla batoników, urządzeń medycznych lub delikatnych przedmiotów. Kluczowe konfiguracje to:

• Owijarki przepływowe : Otaczają wydłużone produkty opakowaniami typu poduszka
• Uszczelniacze typu L : Tworzą bocznie uszczelnione, odporno-błamliwe woreczki na ciecze lub wrażliwe komponenty
• Systemy do gotowych woreczków : Wypełniają zewnętrznie dostarczane stojące woreczki lub worki z zamkiem błyskawicznym z dużą precyzją

W przeciwieństwie do VFFS, systemy poziome łatwo integrują cięższe zamykacze — wylewki, kapsle, zamki błyskawiczne — oraz wspierają sterylne, termoczułe napełnianie lub delikatne uchwytywanie, unikając pionowego opadania. Dzięki temu są wyjątkowo odpowiednie dla zastosowań, w których ważniejsza jest integralność produktu, zgodność z przepisami lub złożoność formatu niż sama szybkość.

Zgodność produktu i formatu opakowania

Dopasowanie cech produktu — ciał stałych, granulek, cieczy i delikatnych materiałów — do architektury maszyn pakujących

Maszyny formujące, napełniające i uszczelniające pionowo najlepiej sprawdzają się w przypadku materiałów łatwo przepływających pod wpływem grawitacji, takich jak granulaty, proszki i drobne elementy stałe. Te maszyny szczególnie wyróżniają się przy pracy z materiałami wrażliwymi na pochłanianie wilgoci, ponieważ minimalizują ekspozycję na powietrze podczas napełniania – co ma ogromne znaczenie w branżach takich jak farmaceutyczna. Pionowy ruch tych maszyn oznacza, że produkty spędzają mniej czasu w trakcie procesu i mają mniejszy kontakt ze środowiskiem. Z drugiej strony, maszyny poziome lepiej nadają się do pakowania cieczy, gęstych past oraz delikatnych przedmiotów. W tych systemach produkty są delikatnie umieszczane w już uformowanych torebkach lub tackach, dzięki czemu nie występuje ryzyko uszkodzenia spowodowanego uderzeniami czy siłami ścinającymi. Poziome instalacje potrafią również obsługiwać przedmioty o niestandardowym kształcie, np. komponenty elektroniczne, świeże wyroby cukiernicze czy nawet zestawy medyczne, dzięki specjalnym układom narzędzi i funkcjom bocznego pozycjonowania, których typowe maszyny VFFS nie oferują. Gdy producenci dostosowują cechy swoich produktów, takie jak przepuszczalność, kruchość czy grubość, do odpowiedniego rodzaju maszyn, zazwyczaj obserwują około 18-procentową redukcję odpadów pakujących, według najnowszych badań opublikowanych w zeszłym roku w czasopismach poświęconych efektywności pakowania.

Elastyczność formatu opakowań: woreczki stojące (VFFS) vs. opakowania poduszkowe, owijki przepływowe i uszczelnienia L (poziomo)

VFFS pozostaje głównym wyborem przy produkcji dużej ilości worków stojących, w tym tych z zamknięciami wielokrotnego użytku i odpływami, powszechnie stosowanych do opakowań przekąsek i skoncentrowanych cieczy. Te systemy osiągają zwykle około 90% wydajności zużycia folii podczas produkcji opakowań typu pillow pack. Rozwiązania pakowania poziomego oferują jednak coś innego. Obsługują szerszy zakres formatów. Maszyny owijające są idealne do pakowania batoników energetycznych i cukierków, podczas gdy zaprasowywarki typu L tworzą całkowicie szczelne, niepodważalne opakowania wymagane w zastosowaniach medycznych. Systemy do pakowania worków gotowych umożliwiają również bardziej skomplikowane, gotowe do sprzedaży detalicznej projekty, takie jak worki z zakładkami i okienkami lub pojemniki o nietypowym kształcie. Główną wadą VFFS jest konieczność wymiany całych rolek folii przy zmianie formatu, podczas gdy maszyny poziome mogą szybko przełączać się między zamykaniem tacki, owijaniem i napełnianiem worków. Sprawia to, że są one szczególnie atrakcyjne dla firm, które regularnie aktualizują swoje opakowania co kwartał czy dłużej. Warto jednak zaznaczyć, że VFFS nadal ma znaczną przewagę pod względem całkowitych kosztów posiadania w przypadku stabilnych, dużoseryjnych produkcji na stałych liniach produkcyjnych.

Wydajność, przestrzeń i całkowity koszt posiadania

Rzeczywista wydajność: 60–200 ppm (VFFS) w porównaniu do 40–120 ppm (pozioma) – uwzględnij przestoje i efektywność przebranżowania

Maszyny formujące, napełniające i uszczelniające w pionie mogą obsługiwać od 60 do 200 opakowań na minutę przy pracy z produktami swobodnie przepływającymi, ponieważ działają ciągle bez zatrzymywania i korzystają z siły grawitacji podczas napełniania. Wersje poziome zazwyczaj radzą sobie z około 40 do 120 opakowaniami na minutę, ale napotykają ograniczenia, ponieważ muszą co pewien czas zatrzymywać się w celu wykonania czynności takich jak załadunek woreczków, przesuwanie produktów do odpowiedniej pozycji oraz ukończenie procesu uszczelniania. Jeśli chodzi o rzeczywiste liczby produkcyjne, czasy przełączania pomiędzy partiami również odgrywają dużą rolę. Regulacje na maszynach VFFS trwają zazwyczaj od 5 do 15 minut, np. przy wymianie rolek folii lub zmianie kołnierzy. Maszyny poziome potrzebują jednak znacznie więcej czasu, często ponad 20 minut, tylko by przełączyć się między różnymi trybami, takimi jak owijanie przepływowe a konfiguracja uszczelniania L, albo dostroić ustawienia taśmociągu dla tack. Spojrzenie na nieplanowane przestoje ujawnia kolejzą przewagę technologii VFFS. Poziome maszyny pakujące mają zazwyczaj o 12–18 procent więcej rocznych zatrzymań spowodowanych problemami takimi jak błędne załadowanie woreczków, problemy z prowadzeniem folii czy zawieszenia. Te problemy występują częściej w systemach poziomych głównie dlatego, że zawierają one bardziej skomplikowaną mechanikę i w dużym stopniu zależą od precyzyjnego dopasowania poszczególnych części podczas działania.

Ślad i integracja zakładu: efektywność układu pionowego w porównaniu z wymaganiami układu liniowego

Maszyny formujące, napełniające i uszczelniające w układzie pionowym (VFFS) oszczędzają naprawdę przestrzeń na podłodze, ponieważ produkty przemieszczają się pionowo przez maszynę. Większość konfiguracji zajmuje mniej niż 15 metrów kwadratowych, nawet jeśli są wyposażone w wagi kontrolne, detektory metalu lub kodery daty. Układy poziome działają inaczej; wymagają one prostoliniowych układów, w których standardowe instalacje mogą rozciągać się od 25 do 40 metrów kwadratowych tylko dla taśm transportowych, strefy formowania, sekcji chłodzenia oraz magazynowania po obróbce. Dlatego maszyny VFFS tak dobrze sprawdzają się w fabrykach, gdzie brakuje miejsca, lub podczas modernizacji zakładu. Z drugiej strony, linie poziome są bardziej uzasadnione przy nowych budowlach, gdzie jest wystarczająco dużo wysokości pomieszczenia i miejsca na przyszłe rozbudowy modułowe.

Porównanie TCO: koszt początkowy, obciążenie związane z utrzymaniem oraz dostępność części zamiennych dla Maszyny do pakowania

Całkowity koszt posiadania (TCO) musi uwzględniać cenę zakupu w porównaniu z zużyciem energii, częstotliwością konserwacji, odpadami materiałowych oraz wartością rezydualną. Chociaż maszyny poziome często mają o 15–30% niższe koszty początkowe, maszyny typu VFFS oferują mierzalne długoterminowe korzyści:

• Efektywność energetyczna : Uproszczona konstrukcja mechaniczna i mniejsza liczba siłowników zmniejszają zużycie energii o około 20%
• Odpady materialne : Nieprawidłowe prowadzenie folii i problemy z napięciem struny powodują 8–10% odpadów w systemach poziomych, w porównaniu do zaledwie 2–3% dla dobrze skalibrowanych linii VFFS
• Obciążenie konserwacją : Maszyny uszczelniające poziome wymagają o około 30% więcej godzin serwisowych rocznie z powodu większej liczby elementów w głowicach uszczelniających, napędów serwosterujących przenośników oraz synchronizacji wielu osi
  Wartość rezydualna potwierdza ten stan rzeczy: jednostki VFFS o wysokiej wytrzymałości zachowują około 40% oryginalnej wartości po pięciu latach — w porównaniu do około 25% dla porównywalnych maszyn poziomych — co odzwierciedla ich trwałość w ciągłej pracy o dużej intensywności cykli.

Integracja linii i przydatność dla określonych branż

Zgodność systemów dozujących: wagowe, ślimakowe, roboty z maszynami VFFS i poziomymi maszynami pakującymi

Pionowe systemy form-fill-seal działają bardzo dobrze z górnym wyposażeniem do dozowania, takim jak wielogłowicowe wagowe dozowniki, dozowniki ślimakowe oraz te wibracyjne doładowacze, o których wszyscy słyszeliśmy. Materiał po prostu spada grawitacyjnie do kołnierza formującego, co znacznie upraszcza automatyzację całego procesu. Ramiona robotów mogą przejmować wypełnione worki dokładnie na końcu wyładunku, bez konieczności dużych powierzchni podłogowych czy skomplikowanego przygotowania infrastruktury. Modele poziome są jednak inne. Wymagają one precyzyjnego zsynchronizowania ruchu taśm transportowych, robotów typu pick and place oraz przesuwania folii. Oznacza to, że inżynierowie muszą szczególnie uważać na pomiary, a sterowanie staje się dość skomplikowane. Ze względu na swoją liniową konstrukcję, maszyny poziome lepiej radzą sobie z produktami umieszczanymi bokiem. Dlatego często są preferowane dla już zapakowanych towarów, gotowych tack, czy też wszelkich produktów, gdzie istotna jest konkretna orientacja podczas ładowania.

Najważniejsze zastosowania przemysłowe: żywność, farmaceutyki i dobra konsumpcyjne – przypadki użycia dla każdego typu maszyny do pakowania

W przypadku linii produkcyjnych do żywności maszyny typu vertical form fill seal dominują w produkcji przekąsek, płatków śniadaniowych, produktów kawowych oraz pasz dla zwierząt. Te systemy potrafią wytwarzać stojące worki z prędkością od 60 do 200 sztuk na minutę, co w większości przypadków jest dość niezawodne. Firmy farmaceutyczne podejmują zupełnie inne podejście, korzystając głównie z urządzeń poziomych do takich zastosowań jak opakowania blisterowe, sterylne tacki L-zamknięte dla wyrobów medycznych oraz różnych operacji pakowania fiolki czy tekturowych pudełek. Dlaczego? Ponieważ wymagają delikatnego ujęcia produktu, muszą utrzymywać standardy ISO w swoich zakładach oraz posiadać szczegółowe dokumenty walidacyjne, których nie można narażać na ryzyko. Producentom dóbr konsumpcyjnych zwykle dzielą stosowanie maszyn według tego, co najlepiej działa. Opakowarki poziome są używane do skrzynek z elektroniką, produktów kosmetycznych i zestawów narzędzi warsztatowych, gdzie wygląd ma ogromne znaczenie. Tymczasem maszyny VFFS obsługują takie produkty jak płynne mydło do uzupełniania, porcjowane opakowania witamin oraz elastyczne paczki z przysmakami dla zwierząt domowych. Ostatecznie te decyzje sprowadzają się do tego, co najważniejsze operacyjnie – producenci żywności dbają o szybkość i objętość, specjaliści z branży farmaceutycznej wymagają precyzji i zgodności z przepisami, podczas gdy firmy z branży dóbr konsumpcyjnych starają się pogodzić atrakcyjny wygląd opakowania, troskę o środowisko i dostosować się do zmieniającej się oferty produktowej.

Sekcja FAQ

Czym jest maszyna VFFS?

Maszyna VFFS to pionowe urządzenie formujące, napełniające i uszczelniające, służące do tworzenia woreczków z rolki folii, napełniania ich produktami oraz uszczelniania w osi pionowej.

Jakie są główne produkty stosowane w maszynach poziomych Maszyny do pakowania ?

Maszyny poziome zwykle obsługują gotowe woreczki, owijanie przepływowe oraz uszczelnienia typu L, przeznaczone do produktów takich jak batony przekąskowe, urządzenia medyczne i delikatne wyroby.

Która maszyna jest bardziej efektywna pod względem wykorzystania przestrzeni?

Maszyny VFFS są bardziej oszczędne pod względem miejsca dzięki pionowej konstrukcji, co czyni je idealnym rozwiązaniem dla fabryk o ograniczonej powierzchni podłogowej.