VFFS เทียบกับเครื่องบรรจุภัณฑ์แนวนอน: อันไหนดีกว่ากันสำหรับสายการผลิตของคุณ?

หลักการดำเนินงานหลัก: วิธีการทำงานของ VFFS และแนวนอน เครื่องบรรจุ งาน

เครื่องบรรจุภัณฑ์ VFFS: การขึ้นรูป บรรจุ และปิดผนึกอย่างต่อเนื่องตามแนวแกนตั้ง

เครื่องบรรจุภัณฑ์แนวตั้งแบบฟอร์ม-ฟิล-ซีล หรือ VFFS ทำงานโดยการดึงฟิล์มลงมาจากม้วนผ่านสิ่งที่เรียกว่า คอรูปท่อ (forming collar) ซึ่งจะสร้างเป็นรูปทรงหลอดแนวตั้งในขณะเคลื่อนที่ไป ผลิตภัณฑ์จะถูกป้อนเข้ามาทางช่องเปิดด้านบนของคอรูปท่อนี้ แรงโน้มถ่วงจะทำหน้าที่ส่วนใหญ่ในการบรรจุวัสดุประเภทเม็ด ผง หรือชิ้นของแข็งขนาดเล็กที่ต้องการหีบห่อ เครื่องจักรนี้มีขาจับสำหรับปิดผนึกที่ทำหน้าที่สองอย่างพร้อมกัน คือ สร้างผนึกด้านล่างของถุงหนึ่งใบ ในขณะเดียวกันก็ปิดผนึกด้านบนเพื่อเตรียมไว้สำหรับถุงถัดไปทันที จึงทำให้สามารถดำเนินการต่อเนื่องได้โดยไม่ต้องหยุดระหว่างการผลิตแต่ละชิ้น สุดยอดโมเดลบางรุ่นสามารถจัดการได้ตั้งแต่ 60 ถึง 200 ชิ้นต่อนาที ตามข้อมูลล่าสุดจากสถาบันประสิทธิภาพอุตสาหกรรมในปี 2023 ระบบเหล่านี้ยังสามารถใช้งานร่วมกับวัสดุหลากหลายชนิดได้อีกด้วย รวมถึงวัสดุลามิเนต ฟอยล์อลูมิเนียม และแม้แต่พลาสติกชีวภาพที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมบางชนิดที่ได้รับการรับรองว่าสามารถรีไซเคิลได้ สิ่งที่ทำให้เครื่องเหล่านี้โดดเด่นคือการออกแบบที่กะทัดรัด ใช้พื้นที่น้อย แต่ยังคงสามารถผลิตได้ในอัตราที่ดี ซึ่งเป็นสิ่งที่ผู้ผลิตชื่นชอบมาก โดยเฉพาะเมื่อพื้นที่ในโรงงานมีจำกัด

เครื่องบรรจุภัณฑ์แนวนอน: จัดการถุงสำเร็จรูป ฟิล์มห่อแนวไหล และซีลแบบตัวเอล

เครื่องบรรจุภัณฑ์แนวนอนประมวลผลถุงที่ขึ้นรูปไว้ล่วงหน้าหรือฟิล์มจากม้วนบนระนาบเชิงเส้น สินค้าจะเคลื่อนผ่านสายพานลำเลียงเข้าสู่ชั้นฟิล์มที่เคลื่อนที่ไปข้างหน้า โดยจะมีการขึ้นรูปถุงล้อมรอบสินค้า—เหมาะอย่างยิ่งสำหรับขนมแท่ง อุปกรณ์ทางการแพทย์ หรือสิ่งของที่เปราะบาง รูปแบบหลักๆ ได้แก่

• เครื่องห่อแนวไหล : ห่อหุ้มผลิตภัณฑ์ที่มีรูปร่างยาวด้วยฟิล์มห่อแบบหมอน
• เครื่องซีลแบบตัวเอล : ผลิตถุงซีลด้านข้างที่สามารถตรวจสอบการเปิดใช้งานได้ สำหรับของเหลวหรือชิ้นส่วนที่ไวต่อการสัมผัส
• ระบบถุงสำเร็จรูป : เติมถุงตั้งได้หรือถุงซิปที่จัดหาจากภายนอกอย่างแม่นยำ

ต่างจาก VFFS ระบบที่วางแนวนอนสามารถรวมชิ้นส่วนปิดผนึกที่หนักกว่า เช่น หัวจ่าย ฝาปิด ซิป ได้อย่างง่ายดาย และรองรับการบรรจุในสภาพปลอดเชื้อ ทนต่อความร้อน หรือการจัดการอย่างเบามือเพื่อหลีกเลี่ยงการตกจากแนวดิ่ง สิ่งนี้ทำให้เหมาะสมอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานที่ต้องคำนึงถึงความสมบูรณ์ของผลิตภัณฑ์ ความสอดคล้องตามกฎระเบียบ หรือความซับซ้อนของรูปแบบมากกว่าความเร็วในการผลิต

ความเข้ากันได้ของรูปแบบผลิตภัณฑ์และบรรจุภัณฑ์

การจับคู่ลักษณะผลิตภัณฑ์—ของแข็ง เม็ด ของเหลว และของเปราะ—กับสถาปัตยกรรมเครื่องบรรจุภัณฑ์

เครื่องบรรจุภัณฑ์แนวตั้งแบบฟอร์ม-ฟิล-ซีล (Vertical Form Fill Seal) เหมาะที่สุดสำหรับวัสดุที่ไหลได้ง่ายด้วยแรงโน้มถ่วง เช่น เม็ดเล็ก ผง หรือชิ้นส่วนของแข็งขนาดเล็ก เครื่องเหล่านี้แสดงศักยภาพได้ดีเยี่ยมเมื่อจัดการกับวัสดุที่ไวต่อการดูดซึมน้ำ เนื่องจากสามารถลดการสัมผัสกับอากาศระหว่างขั้นตอนการบรรจุ ซึ่งเป็นปัจจัยสำคัญในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น อุตสาหกรรมยา การเคลื่อนไหวในแนวตั้งของเครื่องจักรเหล่านี้ทำให้ผลิตภัณฑ์ใช้เวลาน้อยลงในการสัมผัสกับสภาพแวดล้อมและมีการสัมผัสกับอากาศน้อยลง ในทางกลับกัน เครื่องแนวราบมักจะเหมาะสมกว่าสำหรับการจัดการของเหลว สารข้นหนืด และสินค้าที่เปราะบาง ในระบบนี้ ผลิตภัณฑ์จะถูกวางอย่างแผ่วเบาลงในถุงหรือถาดที่เตรียมรูปร่างไว้แล้ว จึงไม่มีความเสี่ยงที่จะเกิดความเสียหายจากการกระแทกหรือแรงเฉือน นอกจากนี้ เครื่องจักรแนวราบยังสามารถจัดการกับสินค้าที่มีรูปร่างแปลกตาได้อีกด้วย ยกตัวอย่างเช่น ส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ ขนมอบสดใหม่ หรือแม้แต่ชุดอุปกรณ์ทางการแพทย์ ด้วยการจัดเรียงอุปกรณ์พิเศษและการจัดตำแหน่งแบบแนวนอน ซึ่งเครื่อง VFFS ทั่วไปไม่สามารถทำได้ เมื่อผู้ผลิตเลือกเครื่องจักรที่เหมาะสมโดยพิจารณาจากลักษณะผลิตภัณฑ์ เช่น ความสามารถในการไหล ระดับความเปราะบาง และความหนา พวกเขาจะเห็นการลดของเสียจากการบรรจุภัณฑ์ลงประมาณ 18% ตามงานวิจัยล่าสุดที่ตีพิมพ์เมื่อปีที่แล้วในวารสารด้านประสิทธิภาพการบรรจุภัณฑ์

ความยืดหยุ่นของรูปแบบบรรจุภัณฑ์: ถุงตั้งได้ (VFFS) เทียบกับ ซองแบบหมอน ห่อฟลว์ และ ซีลรูปตัวแอล (แนวนอน)

VFFS ยังคงเป็นทางเลือกหลักสำหรับการผลิตถุงแบบตั้งได้จำนวนมาก รวมถึงถุงที่มีคุณสมบัติปิดผนึกซ้ำและมีช่องจ่ายของที่ใช้กันทั่วไปสำหรับแพ็กอาหารว่างและของเหลวเข้มข้น เครื่องจักรเหล่านี้โดยทั่วไปสามารถใช้ฟิล์มได้อย่างมีประสิทธิภาพประมาณร้อยละ 90 เมื่อผลิตเป็นรูปแบบถุงหมอน อย่างไรก็ตาม ระบบบรรจุภัณฑ์แนวนอนนำเสนอสิ่งที่แตกต่างออกไป เพราะสามารถจัดการกับรูปแบบผลิตภัณฑ์ได้หลากหลายกว่า โดยเครื่องห่อแนวไหล (Flow wrappers) เหมาะมากสำหรับการห่อบาร์พลังงานและขนมหวาน ในขณะที่เครื่องปิดผนึกแบบ L จะสร้างบรรจุภัณฑ์ที่ปิดผนึกทั้งหมดและเห็นได้ชัดว่าไม่มีการเปิดแกะ ซึ่งจำเป็นในงานด้านการแพทย์ นอกจากนี้ ระบบถุงสำเร็จรูปยังช่วยให้สามารถออกแบบบรรจุภัณฑ์ที่พร้อมวางจำหน่ายได้อย่างซับซ้อนมากขึ้น เช่น ถุงแบบขยายข้างที่มีหน้าต่าง หรือภาชนะที่มีรูปร่างพิเศษ ข้อเสียหลักของ VFFS คือการเปลี่ยนรูปแบบบรรจุภัณฑ์จะต้องเปลี่ยนม้วนฟิล์มทั้งม้วน ในขณะที่เครื่องจักรแนวนอนสามารถสลับระหว่างการปิดผนึกถาด การห่อแนวไหล และการบรรจุถุงได้อย่างรวดเร็ว ทำให้เครื่องจักรประเภทนี้น่าสนใจเป็นพิเศษสำหรับบริษัทที่ปรับปรุงบรรจุภัณฑ์เป็นประจำทุกไตรมาสหรือประมาณนั้น อย่างไรก็ตาม ควรสังเกตว่า VFFS ยังคงมีข้อได้เปรียบด้านต้นทุนรวมตลอดอายุการใช้งานที่แข็งแกร่งเมื่อจัดการกับการผลิตที่มีปริมาณสูงและต่อเนื่องในสายผลิตภัณฑ์ที่มีเสถียรภาพ

สมรรถนะ พื้นที่ และต้นทุนรวมตลอดอายุการใช้งาน

ความเป็นจริงด้านความสามารถในการผลิต: 60–200 แผ่นต่อนาที (VFFS) เทียบกับ 40–120 แผ่นต่อนาที (แนวนอน)—คำนึงถึงเวลาหยุดทำงานและการเปลี่ยนแปลงเพื่อเตรียมเครื่องอย่างมีประสิทธิภาพ

เครื่องบรรจุภัณฑ์แนวตั้งแบบฟอร์ม-ฟิล-ซีลสามารถผลิตได้ตั้งแต่ 60 ถึง 200 ชิ้นต่อนาทีเมื่อจัดการกับผลิตภัณฑ์ที่ไหลได้ง่าย เนื่องจากทำงานอย่างต่อเนื่องไม่หยุดพัก และได้รับประโยชน์จากแรงดึงดูดของโลกในขั้นตอนการบรรจุ ในขณะที่รุ่นแนวนอนโดยทั่วไปสามารถผลิตได้ประมาณ 40 ถึง 120 ชิ้นต่อนาที แต่มีข้อจำกัดเนื่องจากต้องหยุดเป็นระยะเพื่อดำเนินการต่างๆ เช่น การเติมซอง การเคลื่อนย้ายผลิตภัณฑ์เข้าตำแหน่ง และการปิดผนึกให้เสร็จสมบูรณ์ เมื่อพิจารณาตัวเลขการผลิตจริง เวลาในการเปลี่ยนรูปแบบการผลิต (changeover) ก็มีความสำคัญอย่างมากเช่นกัน โดยทั่วไปแล้ว เครื่อง VFFS ใช้เวลาปรับตั้งประมาณ 5 ถึง 15 นาที สำหรับงานต่างๆ เช่น การเปลี่ยนม้วนฟิล์ม หรือการเปลี่ยนคอแม่พิมพ์ อย่างไรก็ตาม เครื่องแนวนอนใช้เวลานานกว่ามาก มักใช้เวลามากกว่า 20 นาที เพียงแค่เพื่อเปลี่ยนระหว่างโหมดต่างๆ เช่น การห่อแบบ flow wrap เทียบกับการตั้งค่าแบบ L-seal หรือปรับการตั้งค่าลำเลียงสำหรับถาด นอกจากนี้ หากพิจารณาจากช่วงเวลาหยุดทำงานที่ไม่ได้วางแผนไว้ จะเห็นข้อได้เปรียบอีกประการหนึ่งของเทคโนโลยี VFFS เครื่องห่อแนวนอนมักประสบปัญหาการหยุดทำงานรายปีมากกว่าประมาณ 12 ถึง 18 เปอร์เซ็นต์ เนื่องจากปัญหาต่างๆ เช่น ซองป้อนผิดตำแหน่ง ปัญหาการติดตามฟิล์ม หรือการติดขัด ซึ่งปัญหาเหล่านี้เกิดขึ้นบ่อยครั้งกว่าในระบบแนวนอน เพราะมีกลไกที่ซับซ้อนกว่าและต้องอาศัยการจัดเรียงของชิ้นส่วนต่างๆ ให้ตรงกันอย่างแม่นยำในระหว่างการทำงาน

การใช้พื้นที่และการผสานรวมสถานที่: ประสิทธิภาพของการจัดเรียงแนวตั้ง เทียบกับความต้องการรูปแบบเรียงตรง

เครื่องบรรจุแนวนอนแนวตั้ง (VFFS) ช่วยประหยัดพื้นที่ในโรงงานได้จริงๆ เพราะผลิตภัณฑ์จะเคลื่อนที่ผ่านเครื่องในแนวตั้ง การติดตั้งส่วนใหญ่ใช้พื้นที่ไม่ถึง 15 ตารางเมตร แม้จะติดตั้งอุปกรณ์เสริม เช่น เครื่องตรวจสอบน้ำหนัก เครื่องตรวจจับโลหะ หรือเครื่องพิมพ์วันที่ ระบบแนวนอนทำงานต่างออกไป ต้องการการจัดวางแบบเส้นตรง โดยการติดตั้งมาตรฐานอาจกินพื้นที่ตั้งแต่ 25 ถึง 40 ตารางเมตร เพียงแค่สำหรับสายพานลำเลียง พื้นที่ขึ้นรูป ส่วนระบายความร้อน และพื้นที่เก็บหลังกระบวนการ นั่นคือเหตุผลที่เครื่อง VFFS เหมาะมากสำหรับโรงงานที่มีพื้นที่จำกัด หรือในช่วงปรับปรุงโรงงาน ขณะที่สายการผลิตแนวนอนเหมาะสมกว่าสำหรับโครงการก่อสร้างใหม่ที่มีเพดานสูงและมีพื้นที่เพียงพอสำหรับการขยายตัวในอนาคตเป็นโมดูล

การเปรียบเทียบต้นทุนตลอดอายุการใช้งาน: การลงทุนครั้งแรก ภาระในการบำรุงรักษา และการเข้าถึงอะไหล่สำหรับ เครื่องบรรจุ

ต้นทุนรวมตลอดอายุการใช้งาน (TCO) ควรพิจารณาเปรียบเทียบระหว่างราคาซื้อ กับการใช้พลังงาน ความถี่ในการบำรุงรักษา การสูญเสียวัสดุ และมูลค่าคงเหลือ แม้ว่าเครื่องแนวราบมักจะมีต้นทุนเริ่มต้นต่ำกว่า 15–30% แต่เครื่อง VFFS ให้ข้อได้เปรียบที่วัดผลได้ในระยะยาว:

• ประสิทธิภาพในการใช้พลังงาน : กลไกที่เรียบง่ายและตัวขับเคลื่อนที่น้อยลง ช่วยลดการใช้พลังงานลงประมาณ 20%
• เศษวัสดุทิ้งจากวัสดุ : ปัญหาการจัดตำแหน่งฟิล์มและการควบคุมแรงตึงของสายพานทำให้เกิดของเสีย 8–10% ในระบบแนวนอน เทียบกับเพียง 2–3% สำหรับสายการผลิต VFFS ที่ปรับตั้งอย่างเหมาะสม
• ภาระการบำรุงรักษา : เครื่องบรรจุแนวนอนต้องใช้เวลาบริการประจำปีมากกว่าประมาณ 30% เนื่องจากหัวปิดผนึกที่มีชิ้นส่วนมากกว่า สายพานลำเลียงแบบเซอร์โว และการซิงโครไนซ์หลายแกน
  มูลค่าคงเหลือยังย้ำถึงข้อนี้: เครื่อง VFFS ที่ใช้งานหนักสามารถรักษามูลค่าได้ประมาณ 40% ของมูลค่าเดิมหลังจากห้าปี เทียบกับประมาณ 25% สำหรับเครื่องแนวนอนที่เทียบเคียงกัน สะท้อนถึงความทนทานของเครื่อง VFFS ในการทำงานต่อเนื่องและรอบการทำงานสูง

การรวมสายการผลิตและความเหมาะสมเฉพาะตามอุตสาหกรรม

ความเข้ากันได้ของระบบป้อนอาหาร: เครื่องชั่งน้ำหนัก, เครื่องเติมแบบ Auger, และหุ่นยนต์ กับเครื่องบรรจุภัณฑ์แบบ VFFS เทียบกับเครื่องแนวนอน

ระบบบรรจุและปิดผนึกแนวตั้งทำงานได้ดีมากกับอุปกรณ์เติมวัตถุดิบจากด้านบน เช่น เครื่องชั่งหลายหัว เครื่องเติมแบบเกลียว และเครื่องป้อนแบบสั่นที่เราทุกคนรู้จัก วัตถุดิบจะตกลงมาในคอรูปทรงผ่านแรงโน้มถ่วง ซึ่งทำให้กระบวนการโดยรวมง่ายขึ้นมากเมื่อต้องการนำระบบอัตโนมัติมาใช้ แขนหุ่นยนต์สามารถจับถุงที่บรรจุเรียบร้อยแล้วได้ทันทีที่ปลายทางปล่อยผลิตภัณฑ์ โดยไม่จำเป็นต้องใช้พื้นที่วางหรือโครงสร้างพื้นฐานที่ซับซ้อน ส่วนโมเดลแนวนอนนั้นแตกต่างออกไป ต้องมีการจัดเวลาอย่างแม่นยำระหว่างสายพานลำเลียง หุ่นยนต์จับวาง และการเคลื่อนที่ของฟิล์ม ซึ่งหมายความว่าวิศวกรต้องระมัดระวังเป็นพิเศษในเรื่องการวัดและการควบคุมที่ซับซ้อนมากขึ้น เนื่องจากออกแบบเป็นเส้นตรง เครื่องจักรแนวนอนจึงเหมาะกับการจัดวางผลิตภัณฑ์ในแนวข้างได้ดีกว่า นั่นจึงเป็นเหตุผลว่าทำไมจึงมักเป็นที่นิยมสำหรับสินค้าที่บรรจุเรียบร้อยแล้ว ถาดประกอบชิ้นส่วน หรือสิ่งใดก็ตามที่ต้องการทิศทางเฉพาะเจาะจงขณะโหลด

การใช้งานอุตสาหกรรมชั้นนำ: อาหาร เภสัชภัณฑ์ และสินค้าอุปโภคบริโภค กรณีการใช้งานสำหรับแต่ละประเภทเครื่องบรรจุภัณฑ์

เมื่อพูดถึงสายการผลิตอาหาร เครื่องบรรจุภัณฑ์แนวตั้งแบบฟอร์ม-ฟิล-ซีล (VFFS) มักเป็นที่นิยมใช้สำหรับผลิตภัณฑ์เช่น ขนมขบเคี้ยว ซีเรียลอาหารเช้า ผลิตภัณฑ์กาแฟ และอาหารสัตว์เลี้ยง เครื่องจักรเหล่านี้สามารถผลิตถุงบรรจุภัณฑ์ทรงตั้งได้ในอัตราประมาณ 60 ถึง 200 ชิ้นต่อนาที โดยทั่วไปถือว่ามีความน่าเชื่อถือค่อนข้างสูง อย่างไรก็ตาม บริษัทผู้ผลิตยาจะใช้วิธีการที่แตกต่างออกไปโดยสิ้นเชิง โดยเน้นใช้อุปกรณ์แนวนอนเป็นหลัก สำหรับงานเช่น แผ่นบรรจุแบบบลิสเตอร์ ถาดใส่อุปกรณ์ทางการแพทย์ปลอดเชื้อแบบซีลรูปตัว L และการห่อขวดแก้วหรือกล่องต่างๆ เพราะอุตสาหกรรมยาต้องการการจัดการผลิตภัณฑ์อย่างระมัดระวัง ต้องรักษามาตรฐาน ISO ในสถานที่ผลิต และต้องมีเอกสารตรวจสอบยืนยันที่ละเอียด ซึ่งไม่สามารถยอมให้มีข้อบกพร่องได้ ผู้ผลิตในกลุ่มสินค้าอุปโภคบริโภคโดยทั่วไปมักแบ่งประเภทการใช้งานเครื่องจักรตามความเหมาะสมของแต่ละผลิตภัณฑ์ เช่น เครื่องห่อบรรจุภัณฑ์แนวนอนมักใช้กับสินค้าที่บรรจุในกล่อง เช่น อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ผลิตภัณฑ์ความงาม และชุดเครื่องมือต่างๆ ที่รูปลักษณ์ภายนอกมีความสำคัญ ในขณะที่เครื่อง VFFS จะใช้กับผลิตภัณฑ์เช่น น้ำยาเติมสบู่เหลว วิตามินแบบแยกเป็นสัดส่วน และของว่างสำหรับสัตว์เลี้ยงในบรรจุภัณฑ์แบบยืดหยุ่น สรุปแล้ว การตัดสินใจเลือกใช้เครื่องจักรเหล่านี้ขึ้นอยู่กับปัจจัยที่สำคัญที่สุดในแต่ละการดำเนินงาน โดยผู้ผลิตอาหารให้ความสำคัญกับความเร็วและปริมาณการผลิต อุตสาหกรรมยาให้ความสำคัญกับความแม่นยำและการปฏิบัติตามกฎระเบียบ ขณะที่บริษัทสินค้าอุปโภคบริโภคพยายามหาจุดสมดุลระหว่างบรรจุภัณฑ์ที่ดึงดูดสายตา ข้อกังวลด้านสิ่งแวดล้อม และการปรับตัวให้ทันกับการเปลี่ยนแปลงของผลิตภัณฑ์

ส่วน FAQ

เครื่อง VFFS คืออะไร

เครื่อง VFFS คืออุปกรณ์สำหรับขึ้นรูป บรรจุ และปิดผนึกแนวตั้ง ซึ่งใช้สร้างถุงจากม้วนฟิล์ม การบรรจุผลิตภัณฑ์ และการปิดผนึกทั้งหมดในแนวแกนตั้ง

ผลิตภัณฑ์หลักที่ใช้กับเครื่องแนวนอนคืออะไร เครื่องบรรจุ ?

เครื่องแนวขนามักใช้กับถุงสำเร็จรูป ห่อแบบฟลูวเรป และแอลซีล ซึ่งเหมาะสำหรับสินค้า เช่น บาร์ขนม ผลิตภัณฑ์ทางการแพทย์ และสินค้าเปราะบาง

เครื่องชนิดใดมีประสิทธิภาพมากกว่ากันในด้านการใช้พื้นที่

เครื่อง VFFS มีความประหยัดพื้นที่มากกว่าเนื่องจากออกแบบให้ซ้อนตัวกันในแนวตั้ง ทำให้เหมาะกับโรงงานที่มีพื้นที่ใช้สอยจำกัด