VFFS против горизонтальных упаковочных машин: что лучше для вашей производственной линии?

Основные принципы работы: VFFS и горизонтальные машины Упаковочные машины Работа

Упаковочные машины VFFS: непрерывная формовка, фасовка и запечатывание по вертикальной оси

Вертикальные упаковочные машины формовочно-заполняюще-герметизирующего типа (VFFS) работают за счёт подачи плёнки с рулона через так называемый формовочный воротник, который по мере движения придаёт ей форму вертикальной трубы. Продукт подаётся сверху через отверстие воротника. Здесь большую часть работы выполняет сила тяжести, особенно для гранул, порошков и небольших твёрдых изделий, нуждающихся в упаковке. Машина оснащена запаечными губками, которые одновременно выполняют двойную функцию: формируют нижний шов одного пакета и верхний шов следующего сразу после него. Именно так достигается непрерывная работа без остановок между упаковками. По данным Института промышленной эффективности за 2023 год, некоторые из лучших моделей способны обрабатывать от 60 до 200 упаковок каждую минуту. Эти системы совместимы со многими материалами, включая ламинаты, алюминиевую фольгу и даже некоторые экологически чистые биопластики, сертифицированные как перерабатываемые. Их отличает компактный дизайн, занимающий минимальную площадь на производстве, при этом обеспечивая высокую производительность — качество, которое особенно ценят производители, когда на производственных площадках не хватает места.

Горизонтальные упаковочные машины: обработка готовых пакетов, стретч-упаковки и боковых швов L-типа

Горизонтальные упаковочные машины обрабатывают предварительно сформованные пакеты или пленку с рулона по горизонтальной плоскости. Продукция перемещается по конвейеру в зону подачи пленки, где формируются пакеты вокруг изделий — идеально подходит для энергетических батончиков, медицинских приборов или хрупких предметов. Основные конфигурации включают:

• Упаковщики поточного типа : Упаковывают вытянутые продукты в мешочки подушечного типа
• L-упаковщики : Производят боковые герметичные пакеты с признаками вскрытия для жидкостей или чувствительных компонентов
• Системы для готовых пакетов : Точное наполнение внешних стоячих пакетов или пакетов с застежкой-молнией

В отличие от вертикальных машин (VFFS), горизонтальные системы легко интегрируют более тяжелые элементы закрытия — распылители, крышки, застежки-молнии — и поддерживают стерильную упаковку, чувствительную к нагреву, или бережную обработку без вертикального сбрасывания. Это делает их уникально подходящими для применений, где важны сохранность продукции, соответствие нормативным требованиям или сложность формата упаковки, а не просто высокая скорость.

Совместимость продуктов и форматов упаковки

Соответствие характеристик продукции — твёрдых веществ, гранул, жидкостей и хрупких материалов — архитектуре упаковочного оборудования

Вертикальные машины для формирования, заполнения и герметизации пакетов наиболее эффективны для материалов, которые легко текут под действием силы тяжести, таких как гранулы, порошки и мелкие твёрдые частицы. Эти машины особенно хороши при работе с материалами, чувствительными к поглощению влаги, поскольку они минимизируют контакт с воздухом во время наполнения — это крайне важно в таких отраслях, как фармацевтика. Вертикальное расположение машин означает, что продукты проводят меньше времени в открытом состоянии и имеют меньший контакт с окружающей средой. В свою очередь, горизонтальные машины лучше подходят для упаковки жидкостей, густых паст и хрупких изделий. В таких системах продукты аккуратно помещаются в уже сформированные пакеты или лотки, что исключает риск повреждения от ударов или срезающих усилий. Горизонтальные установки также могут обрабатывать предметы нестандартной формы, например электронные компоненты, свежую выпечку или даже медицинские наборы, благодаря специальным приспособлениям и возможностям бокового позиционирования, которых нет у обычных машин VFFS. Когда производители правильно сопоставляют характеристики своих продуктов — такие как текучесть, хрупкость и толщина — с подходящим типом оборудования, по данным недавних исследований, опубликованных в прошлом году в журналах по эффективности упаковки, они обычно наблюдают снижение объёма упаковочных отходов примерно на 18%.

Гибкость форматов упаковки: Пакеты стоячие (VFFS) против подушкообразных пакетов, пакетов с оберткой методом поточной упаковки и L-упаковок (горизонтальных)

VFFS по-прежнему остается предпочтительным выбором для производства большого количества пакетов с подставкой, включая варианты с возможностью повторного закрытия и отверстиями, которые обычно используются для упаковки закусок и концентрированных жидкостей. Эти системы, как правило, достигают эффективности использования пленки около 90% при производстве упаковки типа «подушка». Горизонтальные решения для упаковки предлагают нечто иное. Они обеспечивают обработку более широкого диапазона форматов. Флоу-упаковщики отлично подходят для упаковки батончиков и конфет, тогда как L-упаковщики создают полностью герметичные, защищенные от вскрытия упаковки, необходимые в медицинских целях. Системы для упаковки в предварительно изготовленные пакеты также позволяют реализовать более сложные конструкции, готовые к розничной продаже, например, мешки с боковыми гармошками и окошками или контейнеры уникальной формы. Основным недостатком VFFS является то, что смена формата требует замены целых рулонов пленки, тогда как горизонтальные машины могут быстро переключаться между операциями герметизации лотков, флоу-упаковки и заполнения пакетов. Это делает их особенно привлекательными для компаний, которые регулярно обновляют свою упаковку каждые три-четыре месяца. Тем не менее следует отметить, что VFFS по-прежнему сохраняет значительное преимущество в совокупной стоимости владения при стабильных производственных сериях с высоким объемом выпуска.

Производительность, пространство и общая стоимость владения

Реальная производительность: 60–200 вых. в минуту (VFFS) против 40–120 вых. в минуту (горизонтальные) — с учетом простоев и эффективности переналадки

Вертикальные машины для формирования, наполнения и герметизации пакетов могут обрабатывать от 60 до 200 упаковок в минуту при работе со свободно насыпаемыми продуктами, поскольку они работают непрерывно, без остановок, и используют силу тяжести при наполнении. Горизонтальные версии обычно обеспечивают около 40–120 упаковок в минуту, но сталкиваются с ограничениями, поскольку им необходимо периодически останавливаться для таких операций, как загрузка пакетов, перемещение продукции в нужное положение и завершение процесса герметизации. Что касается фактических показателей производства, то время переналадки также играет большую роль. Переналадка оборудования VFFS, как правило, занимает от 5 до 15 минут, например, при замене рулонов пленки или смене воронок. У горизонтальных машин этот процесс значительно дольше — зачастую более 20 минут только для переключения между различными режимами, такими как упаковка в потоке или конфигурация L-упаковки, либо для настройки параметров конвейера под лотки. Анализ внеплановых простоев выявляет ещё одно преимущество технологии VFFS. Горизонтальные упаковочные машины, как правило, имеют на 12–18 процентов больше ежегодных остановок из-за таких проблем, как неправильная подача пакетов, сбои в протяжке пленки и засорения. Эти проблемы возникают чаще в горизонтальных системах просто потому, что они содержат более сложную механику и сильно зависят от точного совмещения деталей во время работы.

Площадь занимаемого пространства и интеграция оборудования: эффективность вертикальной компоновки против требований линейной компоновки

Вертикальные упаковочные машины (VFFS) действительно экономят производственную площадь, поскольку продукты перемещаются по вертикали через оборудование. Большинство конфигураций занимают менее 15 квадратных метров, даже если включены контрольные весы, детекторы металла или устройства для нанесения даты. Горизонтальные системы работают иначе: им требуются прямолинейные схемы размещения, при которых стандартные установки могут занимать от 25 до 40 квадратных метров только под транспортные конвейеры, формовочную зону, секции охлаждения и места хранения после обработки. Именно поэтому машины VFFS так хорошо подходят для фабрик с ограниченным пространством или при модернизации производства. С другой стороны, горизонтальные линии более целесообразны при новом строительстве, когда имеется достаточная высота потолков и место для будущего расширения модульными блоками.

Сравнение совокупной стоимости владения (TCO): первоначальные инвестиции, нагрузка на техническое обслуживание и доступность запасных частей для Упаковочные машины

Общая стоимость владения (TCO) должна учитывать цену покупки по сравнению с энергопотреблением, частотой технического обслуживания, потерями материалов и остаточной стоимостью. Хотя горизонтальные машины зачастую имеют на 15–30% более низкую начальную стоимость, вертикальные машины VFFS обеспечивают измеримые долгосрочные преимущества:

• Энергоэффективность : Упрощённая механика и меньшее количество приводов снижают потребление энергии примерно на 20%
• Материальные отходы : Несоосность плёнки и проблемы с натяжением полотна вызывают потери 8–10% в горизонтальных системах против всего 2–3% в правильно настроенных линиях VFFS
• Эксплуатационные затраты : Горизонтальные термосварочные устройства требуют на ~30% больше часов ежегодного технического обслуживания из-за большего количества компонентов в головках запайки, сервоприводных конвейеров и необходимости синхронизации по нескольким осям
  Остаточная стоимость подтверждает это: высокопроизводительные установки VFFS сохраняют около 40% первоначальной стоимости спустя пять лет — по сравнению с ~25% у аналогичных горизонтальных машин — что отражает их долговечность при непрерывной работе с высокой цикличностью.

Интеграция линии и соответствие отраслевым требованиям

Совместимость систем дозирования: весовые дозаторы, шнековые наполнители, роботы с машинами VFFS и горизонтальными упаковочными машинами

Вертикальные системы формовки, заполнения и герметизации отлично работают с подающим оборудованием сверху, таким как многоярусные весы, шнековые дозаторы и вибрационные питатели, о которых мы все знаем. Материал просто падает под действием силы тяжести в формовочную воронку, что значительно упрощает автоматизацию всего процесса. Роботизированные руки могут забирать наполненные пакеты прямо на выходе, не требуя значительного пространства или сложной инфраструктуры. Горизонтальные модели устроены иначе. Здесь необходимо точно согласовать работу конвейеров, роботов паллетирования и перемещение плёнки. Это означает, что инженеры должны быть особенно внимательны к измерениям, а системы управления получаются довольно сложными. Благодаря своей прямолинейной конструкции, горизонтальные машины лучше справляются с продуктами, укладываемыми боком. Именно поэтому их часто предпочитают для уже упакованных товаров, собранных лотков или любых других изделий, где при загрузке важна определённая ориентация.

Основные отраслевые применения: продукты питания, фармацевтика и товары повседневного спроса — варианты использования для каждого типа упаковочного оборудования

В производстве продуктов питания вертикальные машины для формирования, заполнения и герметизации пакетов являются основным выбором для закусок, хлопьев, кофейной продукции и кормов для животных. Эти системы могут стабильно выпускать вертикально стоящие пакеты со скоростью от 60 до 200 штук в минуту. Фармацевтические компании подходят к этому вопросу совершенно иначе, отдавая предпочтение горизонтальному оборудованию для упаковки блистеров, стерильных лотков для медицинских изделий с L-образной запайкой, а также различных операций по обёртыванию флаконов или коробочек. Почему? Потому что им требуется бережное обращение с продукцией, соблюдение стандартов ISO на своих предприятиях и ведение подробной документации по валидации, которую нельзя ставить под угрозу. Производители потребительских товаров, как правило, выбирают оборудование в зависимости от того, что лучше подходит для конкретного случая. Горизонтальные упаковочные машины используются для упаковки электроники в коробки, косметических средств и наборов инструментов, где внешний вид играет большую роль. В то же время машины VFFS применяются для таких продуктов, как жидкое мыло в таре для повторного наполнения, витаминные комплексы в дозированной упаковке и мягкие упаковки с лакомствами для животных. В конечном счёте, такие решения определяются тем, что является приоритетом: производителям пищи важны скорость и объём, фармацевтам — точность и соответствие нормативным требованиям, а компаниям, выпускающим товары народного потребления, приходится одновременно решать задачи привлекательности упаковки, экологических требований и адаптации к изменяющемуся ассортименту продукции.

Раздел часто задаваемых вопросов

Что такое машина VFFS?

Машина VFFS — это вертикальное оборудование для формирования, заполнения и герметизации, которое изготавливает пакеты из рулона пленки, наполняет их продуктами и герметизирует, всё по вертикальной оси.

Какие основные продукты используются в горизонтальных Упаковочные машины ?

Горизонтальные машины обычно работают с готовыми пакетами, флоу-упаковкой и L-упаковкой, предназначенными для таких изделий, как батончики, медицинские приборы и хрупкие товары.

Какая машина более эффективна с точки зрения использования пространства?

Машины VFFS более эффективно используют пространство благодаря своей вертикальной конструкции, что делает их идеальными для заводов с ограниченной площадью пола.