การเลือกเครื่องบรรจุภัณฑ์ที่เหมาะสมสำหรับถุงแต่ละประเภท

โครงสร้างของถุงเป็นตัวกำหนด เครื่องบรรจุ สถาปัตยกรรม

ถุงแบบยืนได้ ( Doypack ) และเครื่องบรรจุ-ขึ้นรูป-ปิดผนึกแนวตั้ง (VFFS)

Vffs เครื่องบรรจุ ได้เข้ามาแทนที่เกือบทั้งหมดในด้านการบรรจุภัณฑ์แบบถุงทรงยืน (stand-up pouch) เครื่องเหล่านี้สามารถผลิตถุงทั้งใบขึ้นมาเองตั้งแต่ขั้นตอนแรก โดยใช้วัสดุฟิล์มแบบม้วน (rollstock film) รวมทั้งส่วนกัสเซ็ตฐาน (base gusset) ที่สำคัญด้วย ทั้งหมดนี้ทำในกระบวนการเดียวอย่างราบรื่น และทำให้ถุงสามารถวางตัวตรงยืนได้อย่างมั่นคงบนชั้นวางสินค้าในร้านค้า ปัจจุบัน ระบบ VFFS รุ่นใหม่สามารถผลิตถุงได้มากกว่า 150 ใบต่อนาที โดยมีความแม่นยำในการบรรจุภายในค่าความคลาดเคลื่อนเพียงครึ่งเปอร์เซ็นต์ ซึ่งทำให้ระบบเหล่านี้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการดำเนินงานด้านอาหารและเครื่องดื่มที่ต้องการความรวดเร็ว โดยสินค้าต้องมีลักษณะน่าดึงดูดบนชั้นวางและผ่านสายการผลิตได้อย่างรวดเร็ว อย่างไรก็ตาม ผู้ปฏิบัติงานมีสิ่งหนึ่งที่ต้องเฝ้าระวังเป็นพิเศษ นั่นคือ ปัญหาความเข้ากันได้ของฟิล์ม โดยเฉพาะวัสดุแบบลามิเนต ซึ่งจำเป็นต้องใส่ใจเป็นพิเศษต่อการตั้งค่าอุณหภูมิในขั้นตอนการปิดผนึก มิฉะนั้น การปิดผนึกจะไม่แข็งแรงพอที่จะรับแรงได้ตามที่ต้องการ

ถุงแบบหมอน (Pillow Pouches): เครื่องบรรจุ-ขึ้นรูป-ปิดผนึกแนวนอน (HFFS) เทียบกับเครื่องบรรจุถุงสำเร็จรูป (Premade Pouch Fillers)

เครื่อง HFFS เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการผลิตถุงขนมรูปแบบหมอนอย่างรวดเร็ว โดยเครื่องจะขึ้นรูปถุงก่อนที่แนวสายการผลิต จากนั้นจึงบรรจุสินค้าเข้าไป ซึ่งสามารถทำงานได้ด้วยความเร็วประมาณ 200 ถุงต่อนาที สำหรับสินค้าเช่น มันฝรั่งทอดและบิสกิต ส่วนทางเลือกอื่นคือเครื่องบรรจุถุงสำเร็จรูป ซึ่งทำงานร่วมกับถุงที่ผ่านกระบวนการขึ้นรูปมาแล้วแทน เครื่องประเภทนี้มักให้ผลลัพธ์ที่ดีกว่าสำหรับสินค้าที่แตกหักง่ายหรือมีรูปร่างแปลกประหลาด เนื่องจากสามารถจัดการกับสินค้าเหล่านั้นได้อย่างเบามือกว่ามาก ตามรายงานการวิจัยจากนิตยสาร Packaging Digest ปี 2023 บริษัทต่างๆ พบว่ามีปริมาณของเสียลดลงประมาณ 18 เปอร์เซ็นต์ เมื่อเปลี่ยนไปใช้ระบบถุงสำเร็จรูปสำหรับสินค้าเปราะบาง เนื่องจากโดยรวมแล้วถุงจะได้รับแรงกดดันน้อยลงในระหว่างกระบวนการทั้งหมด ดังนั้น สำหรับธุรกิจส่วนใหญ่ที่มุ่งเน้นการเพิ่มผลผลิตสูงสุดควบคู่ไปกับการควบคุมต้นทุนให้ต่ำลง การใช้เครื่อง HFFS จึงเป็นทางเลือกที่เหมาะสม อย่างไรก็ตาม หากสินค้าต้องการการดูแลเป็นพิเศษ มีข้อกำหนดเฉพาะด้านบรรจุภัณฑ์ หรือต้องการรายละเอียดการวางแบรนด์ที่ซับซ้อน การเลือกใช้เครื่องบรรจุถุงสำเร็จรูปมักให้ผลลัพธ์ที่ดีกว่า แม้จะต้องลงทุนเบื้องต้นสูงกว่าก็ตาม

ถุงพิเศษ — แบบมีซี่ข้าง (Side-Gusset), แบบปิดผนึกสามด้าน (Three-Side Seal) และแบบ PacXpert® — พร้อมข้อกำหนดเฉพาะสำหรับเครื่องบรรจุภัณฑ์ที่ใช้กับถุงแต่ละประเภท

เมื่อพูดถึงถุงเฉพาะทาง ผู้ผลิตจำเป็นต้องใช้เครื่องจักรที่ตั้งค่าไว้เฉพาะสำหรับงานนั้นๆ ตัวอย่างเช่น ถุงแบบมีซี่ข้าง (side gusset pouches) จำเป็นต้องใช้กรงเล็บปิดผนึกแนวข้าง (lateral sealing jaws) เพื่อสร้างส่วนข้างที่สามารถขยายตัวได้ ขณะที่ถุงแบบปิดผนึกสามด้าน (three side seal pouches) ทำงานแตกต่างออกไป โดยอาศัยระบบจัดแนวที่แม่นยำ (precision alignment systems) เพื่อรักษาความสม่ำเสมอของขอบการปิดผนึกตลอดกระบวนการผลิต ส่วนถุงสไตล์ PacXpert นั้นต้องใช้เครื่องบรรจุแบบสองฟังก์ชัน (dual action fillers) ซึ่งสามารถควบคุมทั้งการขยายแผ่นก้นถุงและการจ่ายผลิตภัณฑ์ลงในถุงพร้อมกัน ซึ่งเครื่องจักรเฉพาะทางประเภทนี้โดยทั่วไปจะมีอัตราการผลิตประมาณ 40 ถึง 70 ถุงต่อนาที ซึ่งช้ากว่าเครื่องจักรแบบ VFFS หรือ HFFS ทั่วไปอย่างเห็นได้ชัด แต่การลดอัตราการผลิตนี้ก็คุ้มค่าหากเราต้องการรักษาความแข็งแรงและโครงสร้างที่เหมาะสมของถุงไว้ อุณหภูมิยังมีบทบาทสำคัญมากในการปิดผนึกวัสดุอีกด้วย สำหรับวัสดุเคลือบฟอยล์ (foil laminates) มักต้องใช้อุณหภูมิสูงกว่า คือประมาณ 160 ถึง 200 องศาเซลเซียส ในขณะที่วัสดุชนิดโมโน (mono materials) ที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมรุ่นใหม่ๆ กลับให้ผลดีกว่าเมื่อใช้ที่อุณหภูมิต่ำกว่า คือประมาณ 120 ถึง 150 องศาเซลเซียส ก่อนตัดสินใจลงทุนซื้อเครื่องจักรใดๆ ควรตรวจสอบให้แน่ใจว่าข้อมูลจำเพาะของเครื่องสอดคล้องกับความต้องการของถุงในแง่ของความหลากหลายของขนาด และวิธีการประกอบชั้นวัสดุที่ใช้ปิดผนึก

รูปแบบของผลิตภัณฑ์กำหนดเทคโนโลยีการบรรจุในเครื่องบรรจุภัณฑ์

สถานะทางกายภาพของผลิตภัณฑ์ของคุณมีอิทธิพลโดยพื้นฐานต่อวิธีการบรรจุที่เหมาะสมที่สุดภายในเครื่องบรรจุภัณฑ์ ของเหลว ผง และเม็ดแต่ละประเภทต้องใช้เทคโนโลยีที่แตกต่างกันเพื่อให้บรรลุความแม่นยำ รักษาความสะอาด และรองรับการผลิตอย่างมีประสิทธิภาพ

ผลิตภัณฑ์ของเหลว: เครื่องบรรจุแบบเพอริสตัลติก เครื่องบรรจุแบบลูกสูบ และเครื่องบรรจุแบบปริมาตรสำหรับความแม่นยำและความสะอาด

เมื่อจัดการกับผลิตภัณฑ์ในรูปของเหลว ตั้งแต่เครื่องดื่มที่มีความข้นต่ำไปจนถึงพาสต้าที่มีความข้นสูง อุปกรณ์บรรจุที่เหมาะสมจึงมีความจำเป็นอย่างยิ่ง เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหาการปนเปื้อนและรักษาปริมาตรที่แม่นยำตลอดกระบวนการผลิต เครื่องบรรจุแบบลูกสูบ (Piston fillers) ทำงานได้ดีมากสำหรับวัสดุที่จัดการยาก เช่น น้ำผลไม้ที่มีเนื้อผลไม้หรือสารที่มีฤทธิ์กัดกร่อน โดยสามารถบรรลุความแม่นยำประมาณร้อยละครึ่งหนึ่ง ตามข้อมูลจากสมาคมบรรจุภัณฑ์แบบยืดหยุ่น (Flexible Packaging Association) เมื่อปีที่ผ่านมา สำหรับการใช้งานที่ต้องการความปลอดเชื้ออย่างเข้มงวด ปั๊มแบบเพอริสตัลติก (peristaltic pumps) โดดเด่นเป็นพิเศษ เนื่องจากปั๊มชนิดนี้ส่งผลิตภัณฑ์ผ่านท่อที่ปิดสนิทเท่านั้น จึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับผลิตภัณฑ์เช่น ยาและอาหารที่มีความบอบบาง ซึ่งไม่สามารถยอมให้เกิดโอกาสการปนเปื้อนข้ามระหว่างผลิตภัณฑ์ได้เลย เครื่องบรรจุแบบปริมาตร (Volumetric fillers) ใช้วิธีการอีกแบบหนึ่ง คือควบคุมระยะเวลาที่ของไหลไหลผ่าน ซึ่งให้ผลลัพธ์ที่สม่ำเสมอในการจ่ายน้ำมันหรือสารทำความสะอาดอุตสาหกรรมทุกครั้ง สิ่งใดที่เชื่อมโยงระบบเหล่านี้ทั้งหมดเข้าด้วยกัน? นั่นคือ ระบบทั้งหมดปฏิบัติตามแนวปฏิบัติด้านสุขอนามัยอย่างเคร่งครัด ซึ่งสอดคล้องกับข้อกำหนดขององค์การอาหารและยาสหรัฐอเมริกา (FDA) และคณะกรรมการยุโรปด้านสุขอนามัยวิศวกรรมและอุปกรณ์อาหาร (EHEDG) จัดการผลิตภัณฑ์อย่างระมัดระวังโดยไม่ทำให้เสียหาย และมาพร้อมฟังก์ชันการทำความสะอาดแบบ CIP (Cleaning-in-Place) หรือ SIP (Sterilization-in-Place) เพื่อความสะดวกในการทำความสะอาดระหว่างการผลิตแต่ละรอบ

ผงและเม็ด: ระบบสกรูลำเลียง ระบบถ้วยวัดปริมาตร และระบบชั่งแบบหลายหัวในเครื่องบรรจุภัณฑ์

เมื่อจัดการกับวัสดุที่ไหลได้อย่างอิสระ เช่น ผง อนุภาคเม็ด เมล็ดพืช และเศษแผ่นบาง ผู้ผลิตมักประสบปัญหาทั่วไปหลายประการ ตั้งแต่การเกิดฝุ่นไปจนถึงปัญหาการจับตัวเป็นก้อน และระดับความหนาแน่นที่ไม่สม่ำเสมอระหว่างแต่ละแบตช์ ระบบบรรจุด้วยสกรู (Auger filling systems) ทำงานได้ดีสำหรับผลิตภัณฑ์ที่ไม่เกิดการฟูตัว (aerate) ระหว่างกระบวนการผลิต เช่น น้ำตาลหรือแป้ง โดยเครื่องจักรเหล่านี้โดยทั่วไปสามารถรักษาระดับความแม่นยำไว้ที่ประมาณ 1% ซึ่งถือว่าค่อนข้างดีสำหรับการใช้งานส่วนใหญ่ ระบบบรรจุแบบถ้วยปริมาตร (Volumetric cup fillers) เป็นอีกทางเลือกหนึ่ง โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อจัดการกับวัสดุเม็ดที่มีความสม่ำเสมอ เช่น ข้าวหรือเมล็ดกาแฟ ระบบนี้ใช้ถ้วยที่ปรับขนาดได้เพื่อวัดและบรรจุส่วนของวัสดุอย่างรวดเร็ว สำหรับสถานการณ์ที่ต้องการความแม่นยำสูงมากถึง 0.1% จะจำเป็นต้องใช้เครื่องชั่งแบบหลายหัว (multi head weighers) ระบบที่ทันสมัยเหล่านี้เหมาะสำหรับจัดการวัสดุที่ท้าทาย เช่น เครื่องเทศหรืออาหารเสริมคุณภาพสูง ซึ่งแม้แต่ความแปรผันของน้ำหนักในระดับเล็กน้อยก็ส่งผลสำคัญต่อคุณภาพผลิตภัณฑ์ ระบบดังกล่าวบรรลุความแม่นยำสูงนี้ได้โดยการรวมสัญญาณน้ำหนักจากหลายไซโล (hoppers) พร้อมกัน เพื่อให้ได้น้ำหนักเป้าหมายที่แม่นยำยิ่งขึ้น ทั้งนี้ เมื่อติดตั้งระบบใดระบบหนึ่งในกลุ่มนี้ จำเป็นต้องพิจารณาปัจจัยต่าง ๆ อย่างรอบด้าน เช่น การติดตั้งอุปกรณ์ดูดฝุ่นที่เหมาะสม การตรวจสอบให้แน่ใจว่าพื้นผิวทั้งหมดที่สัมผัสกับวัสดุมีการขัดเงาทำจากสแตนเลสเกรดสูง และการติดตั้งคุณสมบัติที่ช่วยป้องกันการเกิดปรากฏการณ์ 'bridging' ของวัสดุ (การจับตัวเป็นก้อนเหนือช่องปล่อย) ผ่านการสั่นสะเทือนควบคุมหรือกลไกการเขย่าที่ออกแบบมาโดยเฉพาะ

การปิดผนึก การรวมระบบ และความเข้ากันได้ของวัสดุในเครื่องบรรจุภัณฑ์สมัยใหม่

เครื่องแทรกหัวจ่ายและเครื่องบรรจุภัณฑ์แบบสองหน้าที่สำหรับถุงบรรจุภัณฑ์ที่มีหัวจ่าย

การผลิตถุงแบบมีหัวจ่าย (spouted pouches) จำเป็นต้องใช้อุปกรณ์พิเศษที่สามารถติดตั้งหัวจ่ายและบรรจุสินค้าลงในบรรจุภัณฑ์ได้พร้อมกันในขั้นตอนเดียว ซึ่งก็คือหน้าที่ของเครื่องจักรแบบสองฟังก์ชันเหล่านี้ โดยเครื่องจักรเหล่านี้จะตัดขั้นตอนเพิ่มเติมออกไป ซึ่งโดยปกติแล้วคนงานจะต้องติดตั้งหัวจ่ายหลังจากบรรจุเสร็จแล้ว จึงช่วยเร่งความเร็วกระบวนการผลิตและลดค่าใช้จ่ายด้านแรงงานได้ การจัดแนวชิ้นส่วนให้แม่นยำอย่างยิ่งก็มีความสำคัญมากเช่นกัน เพราะหากจัดวางไม่ถูกต้องอาจเกิดการรั่วซึมเมื่อจัดการกับของเหลวที่มีความหนืดสูง เช่น น้ำเชื่อมหรือน้ำมันเครื่อง บริษัทที่กำลังขยายสายการผลิตมักพบว่าต้นทุนการดำเนินงานลดลงประมาณ 15 ถึง 20 เปอร์เซ็นต์ หลังเปลี่ยนมาใช้ระบบบูรณาการเหล่านี้ นอกจากนี้ยังสามารถรักษาระดับการผลิตได้สูงกว่า 200 หน่วยต่อนาทีอีกด้วย อย่างไรก็ตาม ก็มีประเด็นสำคัญบางประการที่ควรพิจารณา เช่น ประเภทของหัวจ่ายมีผลมาก — หัวจ่ายแบบฝาเกลียว (screw cap) หรือแบบฝาพับ (flip top) แบบใดเหมาะสมกว่ากัน? และวัสดุที่ใช้ต้องสามารถทนต่อแรงดันภายในที่เกิดขึ้นขณะเครื่องจักรทำการบรรจุได้

การปิดผนึกด้วยความร้อนเทียบกับการปิดผนึกด้วยคลื่นอัลตราโซนิก: การรับประกันความสมบูรณ์ของรอยปิดผนึกบนวัสดุแบบลามิเนต ฟอยล์ และวัสดุที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม

องค์ประกอบของวัสดุเป็นตัวกำหนดวิธีการปิดผนึกที่เหมาะสมที่สุด:

การปิดผนึกด้วยความร้อน (Heat sealing) ใช้การหลอมรวมชั้นวัสดุโดยควบคุมอุณหภูมิและแรงดันอย่างแม่นยำ—เหมาะสำหรับฟิล์มเคลือบโลหะที่ต้องการสมบัติในการกันสิ่งต่างๆ ได้อย่างแข็งแกร่ง ส่วนการปิดผนึกด้วยคลื่นอัลตราโซนิก (Ultrasonic sealing) ใช้การสั่นสะเทือนความถี่สูงเพื่อยึดเกาะพลาสติกชีวภาพที่ไวต่อความร้อน โดยไม่ทำให้วัสดุเสื่อมสภาพจากความร้อน ทั้งสองวิธีนี้ช่วยป้องกันการปนเปื้อนและยืดอายุการเก็บรักษาเมื่อปรับค่าให้สอดคล้องกับความหนาของวัสดุ จุดหลอมเหลว และโครงสร้างของแต่ละชั้น

คำถามที่พบบ่อย

เครื่อง VFFS มีบทบาทหลักอะไรในกระบวนการบรรจุภัณฑ์?

เครื่อง VFFS มีหน้าที่หลักในการผลิตและบรรจุถุงแบบยืนได้ (stand-up pouches) จากฟิล์มม้วน (rollstock film) โดยสามารถผลิตถุงได้มากกว่า 150 ใบต่อนาทีอย่างมีประสิทธิภาพ พร้อมความแม่นยำสูงในการบรรจุ

วิธีการปิดผนึกแบบใดเหมาะสมที่สุดสำหรับวัสดุเชิงนิเวศ?

การปิดผนึกด้วยคลื่นอัลตราโซนิกเหมาะสำหรับวัสดุเชิงนิเวศที่บอบบางเป็นพิเศษ เนื่องจากใช้หลักการเชื่อมโมเลกุลด้วยการสั่นสะเทือน ซึ่งช่วยหลีกเลี่ยงการเสื่อมสภาพของวัสดุจากความร้อน

เหตุใดบริษัทจึงเลือกใช้เครื่องบรรจุถุงสำเร็จรูปแทนเครื่องบรรจุและปิดผนึกแบบ HFFS เครื่องบรรจุ ?

เครื่องบรรจุถุงสำเร็จรูปได้รับความนิยมมากกว่าสำหรับผลิตภัณฑ์ที่เปราะบางหรือมีรูปร่างไม่สม่ำเสมอ เนื่องจากสามารถจัดการกับผลิตภัณฑ์เหล่านี้ได้อย่างนุ่มนวลยิ่งขึ้น และช่วยลดของเสียจากผลิตภัณฑ์ระหว่างกระบวนการบรรจุหีบห่อ