VFFS проти горизонтальних упаковувальних машин: що краще для вашої виробничої лінії?

Основні експлуатаційні принципи: як працюють VFFS та горизонтальні Упаковочні машини Праця

Упаковувальні машини VFFS: безперервне формування-заповнення-герметизація по вертикальній осі

Вертикальні упаковувальні машини типу формування-наповнення-герметизація (VFFS) працюють шляхом подачі плівки з рулону через так званий формувальний патрубок, який створює вертикальну трубчасту форму в процесі руху. Продукти подаються через верхній отвір патрубка. Силу тяжіння використовують для упаковування гранул, порошків та невеликих твердих виробів. Машина має запійні губки, які виконують подвійну функцію: одночасно формують нижній шов одного пакета й верхній шов наступного. Саме це дозволяє безперервну роботу без зупинки між упаковками. За даними Інституту промислової ефективності за 2023 рік, деякі кращі моделі можуть обробляти від 60 до 200 упаковок щохвилини. Ці системи сумісні з різноманітними матеріалами, включаючи ламінати, алюмінієву фольгу та навіть деякі екологічно чисті біопластики, які сертифіковані як переробні. Їхня перевага — компактна конструкція, яка займає мінімум площі, але при цьому забезпечує високу продуктивність, що особливо цінують виробники, коли на виробничих площах бракує місця.

Горизонтальні упаковувальні машини: обробка готових пакетів, стрейч-упаковки та L-запечатування

Горизонтальні упаковувальні машини обробляють попередньо сформовані пакети або плівку з рулону на горизонтальній площині. Продукти переміщуються по конвеєру в напрямку до рухомих плівкових полотен, де навколо них формується упаковка — ідеально підходить для батончиків, медичних приладів або крихких виробів. Основні конфігурації включають:

• Машини для стрейч-упаковки : Упаковують видовжені продукти у формі подушок
• L-запечатувачі : Виготовляють бічні запечатані пакети з очевидними слідами несанкціонованого втручання для рідин або чутливих компонентів
• Системи для готових пакетів : Точне наповнення зовнішньо наданих стоячих пакетів або пакетів із замком-блискавкою

На відміну від VFFS, горизонтальні системи легко інтегрують важкі закриття — спіни, кришки, застібки-блискавки — і підтримують стерильне наповнення, чутливе до температури, або обережну обробку, що усуває вертикальні скидання. Це робить їх унікально придатними для застосувань, де цілісність продукту, дотримання нормативних вимог або складність формату важливіші за максимальну швидкість.

Сумісність продукту та формату упаковки

Підбір характеристик продукту — твердих речовин, гранул, рідин та крихких матеріалів — до архітектури упаковувального обладнання

Вертикальні машини для формування, наповнення та запечатування пакетів найкраще працюють з матеріалами, які легко рухаються під дією сили тяжіння, такими як гранули, порошки та дрібні тверді частинки. Ці машини особливо ефективні при роботі з матеріалами, чутливими до вологи, оскільки вони мінімізують контакт із повітрям під час наповнення, що має велике значення в таких галузях, як фармацевтика. Вертикальний рух цих машин означає, що продукти менше перебувають у стані очікування та мають менший контакт із навколишнім середовищем. З іншого боку, горизонтальні машини краще підходять для роботи з рідинами, густими пастами та делікатними виробами. У таких системах продукти обережно розміщуються в уже сформовані пакети або лотки, тому виключається ризик пошкодження від ударів або зсувних зусиль. Горизонтальні установки також можуть обробляти предмети незвичайної форми, наприклад, електронні компоненти, свіжу випічку чи навіть медичні набори, завдяки спеціальним оснасткам і функціям бічного позиціонування, яких немає в звичайних машинах VFFS. Коли виробники підбирають тип обладнання залежно від характеристик продукту — такий як текучість, крихкість і товщина — вони, як правило, досягають скорочення відходів упаковування приблизно на 18%, згідно з нещодавніми дослідженнями, опублікованими минулого року у журналах з ефективності упаковування.

Гнучкість формату упаковки: вертикальні пакети (VFFS) проти подушкоподібних пакетів, стрейч-упаковки та L-запечатування (горизонтальні)

VFFS залишається найкращим вибором для виробництва великих обсягів пакетів з можливістю стояти, у тому числі з повторно закривними елементами та носиками, які часто використовуються для упаковки снеків та концентрованих рідин. Ці системи зазвичай досягають приблизно 90% ефективності використання плівки під час виготовлення упаковки типу «подушка». Однак горизонтальні упаковувальні рішення пропонують інше. Вони працюють із ширшим діапазоном форматів. Флоу-пакерами чудово упаковують батончики та цукерки, тоді як L-герметизатори створюють повністю запечатані, захищені від підробки упаковки, необхідні в медичних застосуваннях. Системи з готових пакетів також дозволяють реалізовувати складніші конструкції, готові до продажу, наприклад, мішки з боковими вставками та віконцями або контейнери унікальної форми. Основним недоліком VFFS є те, що зміна формату вимагає заміни всіх рулонів плівки, тоді як горизонтальні машини можуть швидко перемикатися між операціями герметизації лотків, флоу-упаковування та наповнення пакетів. Це робить їх особливо привабливими для компаній, які регулярно оновлюють свою упаковку кожен квартал або близько того. Проте варто зазначити, що VFFS продовжує мати суттєву перевагу за сукупною вартістю володіння під час стабільних високовольтних виробничих циклів на постійних продуктових лінійках.

Продуктивність, простір і загальні витрати на володіння

Реальність продуктивності: 60–200 ppm (VFFS) проти 40–120 ppm (горизонтальна) — враховуйте простої та ефективність зміни наладки

Вертикальні машини для формування, наповнення та запечатування можуть обробляти від 60 до 200 упаковок на хвилину під час роботи з продуктами, що вільно засипаються, оскільки працюють безперервно, не зупиняючись, і використовують силу тяжіння під час наповнення. Горизонтальні версії зазвичай виробляють близько 40–120 упаковок на хвилину, але мають обмеження, оскільки їм потрібно періодично зупинятися для таких операцій, як завантаження пакетів, переміщення продуктів у потрібне положення та завершення процесу запечатування. Щодо фактичних показників виробництва, час простою при переналагодженні також має велике значення. Налаштування на машинах VFFS, як правило, займає від 5 до 15 хвилин, наприклад, заміна рулонів плівки або зміна манжет. Однак горизонтальні машини потребують набагато більше часу — часто понад 20 хвилин лише для перемикання між різними режимами, такими як flow wrap і L-запечатування, або для налаштування конвеєрних параметрів під лотки. Аналіз незапланованих простоїв виявляє ще одну перевагу технології VFFS. Горизонтальні упаковувальні машини мають на 12–18 відсотків більше щорічних зупинок через такі проблеми, як помилкове подавання пакетів, утруднення з прослідкуванням плівки та заклинювання. Ці неполадки трапляються частіше у горизонтальних системах просто тому, що вони мають складніший механізм і сильно залежать від точного узгодження роботи окремих компонентів під час експлуатації.

Займана площа та інтеграція обладнання: ефективність вертикального стекування проти вимог лінійної компоновки

Вертикальні блоки формування, наповнення та запечатування (VFFS) дійсно економлять виробничу площу, оскільки продукти рухаються вертикально крізь машину. Більшість компонувань займають менше 15 квадратних метрів, навіть якщо вони оснащені контрольними вагами, детекторами металу або пристроями для маркування терміну придатності. Горизонтальні системи працюють інакше: їм потрібні прямолінійні розташування, де типові установки можуть займати від 25 до 40 квадратних метрів тільки для конвеєрів, зони формування, секцій охолодження та зберігання після обробки. Саме тому обладнання VFFS так добре підходить для фабрик із обмеженим простором або під час модернізації підприємств. Навпаки, горизонтальні лінії є більш доцільними для нових будівельних проектів із достатньою висотою приміщень та можливістю майбутніх модульних розширень.

Порівняння загальної вартості володіння (TCO): початкові інвестиції, навантаження на технічне обслуговування та доступність запасних частин для Упаковочні машини

Загальну вартість володіння (TCO) слід оцінювати з урахуванням ціни придбання, енергоспоживання, частоти обслуговування, втрат матеріалів та залишкової вартості. Хоча горизонтальні машини часто мають на 15–30% нижчу початкову вартість, VFFS забезпечує вимірювані довгострокові переваги:

• Енергоефективність : Спрощена механіка та менша кількість актуаторів зменшують споживання енергії приблизно на 20%
• Матеріальні відходи : Невідповідність плівки та проблеми з натягом полотна призводять до втрат 8–10% у горизонтальних системах проти лише 2–3% для добре налагоджених ліній VFFS
• Навантаження на обслуговування : Горизонтальні запайники потребують приблизно на 30% більше годин щорічного обслуговування через більшу кількість деталей у головках запайки, сервоприводи конвеєрів та необхідність синхронізації за декількома осями
  Залишкова вартість підсилює це: VFFS-установки інтенсивного використання зберігають близько 40% початкової вартості після п’яти років — на відміну від близько 25% для порівнянних горизонтальних машин — що відображає їхню міцність у безперервних операціях із високим циклом

Інтеграція лінії та галузева придатність

Сумісність системи живлення: дозатори, шнекові заповнювачі та роботи з ВФФУ порівняно з горизонтальними упакувальними машинами

Вертикальні системи формування, наповнення та запечатування чудово працюють з обладнанням верхнього завантаження, таким як багатоголові ваги, шнекові дозатори та вібраційні живильники, про які всі знають. Матеріал просто падає у формувальну муфту під дією сили тяжіння, що значно спрощує автоматизацію всього процесу. Роботизовані маніпулятори можуть брати наповнені пакети безпосередньо на виході, не потребуючи значного простору чи складних інфраструктурних рішень. Горизонтальні моделі — це інша справа. Тут потрібно точно узгодити роботу конвеєрів, роботів типу «захоплення та розміщення» та рух плівки. Це означає, що інженери мають бути особливо уважними до вимірювань, а система керування стає набагато складнішою. Завдяки лінійній конструкції, горизонтальні машини краще справляються з продуктами, розташованими на боці. Саме тому їх часто вибирають для вже упакованих товарів, зібраних лотків або будь-чого, що потребує певної орієнтації під час завантаження.

Найкращі галузеві застосування: харчова промисловість, фармацевтика та споживчі товари. Випадки використання для кожного типу упаковувальних машин

Коли мова йде про виробництво харчових продуктів, вертикальні машини для формування, заповнення та запечатування пакетів є лідерами у виробництві закусок, сніданків, кавових продуктів і кормів для тварин. Ці системи здатні виготовляти стоячі пакети зі швидкістю від 60 до 200 штук на хвилину досить надійно більшість часу. Фармацевтичні компанії підходять до цього зовсім інакше, використовуючи переважно горизонтальне обладнання для таких речей, як блистерні упаковки, стерильні L-запечатані лотки для медичних приладів та різні операції з упаковування ампул чи картонних коробок. Чому? Тому що їм потрібне обережне поводження з продуктом, необхідно дотримуватися стандартів ISO на своїх підприємствах і мати детальні протоколи валідації, які не можна порушувати. Виробники споживчих товарів, як правило, розподіляють використання обладнання виходячи з того, що працює найкраще. Горизонтальні упаковувальні машини використовуються для коробок з електронікою, косметичними продуктами та наборами інструментів, де важливий зовнішній вигляд. Тим часом машини VFFS використовуються для таких речей, як рідке мило для повторного наповнення, вітаміни в порційних упаковках і гнучкі пакунки з ласощами для тварин. У кінцевому підсумку, ці рішення ґрунтуються на тому, що має найбільше значення з експлуатаційної точки зору: виробники харчових продуктів прагнуть швидкості та обсягів, фармацевти потребують точності та дотримання нормативних вимог, тоді як компанії, що виробляють споживчі товари, намагаються поєднати привабливу упаковку, екологічні питання та відповідність змінним асортиментним пропозиціям.

Розділ запитань та відповідей

Що таке машина VFFS?

Машина VFFS — це вертикальне обладнання для формування, наповнення та запечатування, яке використовується для створення пакетів із рулону плівки, наповнення їх продуктами та запечатування, усе по вертикальній осі.

Які основні продукти використовуються в горизонтальному Упаковочні машини ?

Горизонтальні машини зазвичай працюють із готовими пакетами, потоковими обгортками та L-запечатуванням, призначені для таких виробів, як батончики, медичні пристрої та крихкі продукти.

Яка машина ефективніша з точки зору використання простору?

Машини VFFS є більш ефективними з точки зору використання простору завдяки вертикальній конструкції, що робить їх ідеальними для фабрик із обмеженою площею підлоги.