Máy VFFS so với Máy Đóng gói Nằm ngang: Cái nào Tốt hơn cho Dây chuyền Sản xuất của Bạn?

Nguyên tắc Hoạt động Chính: Cách thức hoạt động của VFFS và Máy Đóng gói Nằm ngang Máy đóng gói Công việc

Máy Đóng gói VFFS: Quy trình Form-Fill-Seal Liên tục theo Trục Đứng

Các máy đóng gói dạng đứng kiểu đùn ép và hàn (Vertical Form-Fill-Seal hay VFFS) hoạt động bằng cách kéo màng phim xuống từ cuộn qua một bộ phận gọi là cổ khuôn, tạo thành hình ống dọc khi di chuyển. Sản phẩm được đưa vào qua phần đầu hở của cổ khuôn. Trọng lực thực hiện phần lớn công việc đối với các sản phẩm như hạt, bột và những vật rắn nhỏ cần đóng gói. Máy được trang bị các hàm kẹp hàn thực hiện hai nhiệm vụ cùng lúc: vừa tạo ra mép hàn đáy cho túi này, vừa đồng thời tạo mép hàn đỉnh sẵn sàng cho túi tiếp theo ngay sau đó. Nhờ vậy mà máy có thể vận hành liên tục mà không cần dừng lại giữa các gói. Một số mẫu máy tốt hơn trên thị trường có thể xử lý từ 60 đến 200 gói mỗi phút, theo số liệu mới nhất từ Viện Hiệu suất Công nghiệp năm 2023. Các hệ thống này cũng tương thích với nhiều loại vật liệu khác nhau, bao gồm màng ghép lớp, lá nhôm và cả một số loại nhựa sinh học thân thiện môi trường đã được chứng nhận có thể tái chế. Điều làm nên điểm nổi bật của chúng là thiết kế nhỏ gọn, chiếm ít diện tích sàn nhà xưởng nhưng vẫn đảm bảo năng suất sản xuất tốt — điều mà các nhà sản xuất rất đánh giá cao khi không gian trên dây chuyền sản xuất trở nên hạn hẹp.

Máy Đóng Gói Nằm Ngang: Xử Lý Túi Đã Định Hình, Bao Bì Dạng Cuộn và L-Seals

Các máy đóng gói nằm ngang xử lý các túi đã tạo hình sẵn hoặc màng phim dạng cuộn trên một mặt phẳng thẳng. Sản phẩm di chuyển dọc theo băng chuyền vào các lớp màng phim đang tiến tới, nơi các túi được tạo hình bao quanh sản phẩm — lý tưởng cho thanh ăn nhẹ, thiết bị y tế hoặc các mặt hàng dễ vỡ. Các cấu hình chính bao gồm:

• Máy Bao Bì Dạng Cuộn : Bao bọc các sản phẩm dài bằng bao bì kiểu gối
• Máy Ép L : Tạo ra các túi hàn hai bên, có dấu hiệu chống xâm nhập dùng cho chất lỏng hoặc các thành phần nhạy cảm
• Hệ Thống Túi Đã Định Hình Sẵn : Đổ đầy các túi đứng hoặc túi khóa kéo do bên ngoài cung cấp một cách chính xác

Không giống như VFFS, các hệ thống nằm ngang dễ dàng tích hợp các nắp đậy nặng hơn — vòi rót, nắp vặn, khóa kéo — và hỗ trợ việc đóng gói vô trùng, chịu nhiệt độ cao hoặc thao tác nhẹ nhàng tránh làm rơi sản phẩm theo chiều dọc. Điều này khiến chúng đặc biệt phù hợp với các ứng dụng mà độ toàn vẹn sản phẩm, sự tuân thủ quy định hoặc độ phức tạp về định dạng quan trọng hơn tốc độ cao.

Tương Thích Giữa Sản Phẩm và Định Dạng Bao Bì

Phù Hợp Đặc Tính Sản Phẩm—Chất Rắn, Hạt, Chất Lỏng Và Hàng Dễ Vỡ—Với Kiến Trúc Máy Đóng Gói

Các máy đóng gói tạo hình, điền đầy và hàn kín theo chiều dọc hoạt động tốt nhất với những vật liệu dễ chảy theo trọng lực, chẳng hạn như hạt nhỏ, bột và các mảnh rắn rất nhỏ. Những máy này thực sự nổi bật khi xử lý các vật liệu nhạy cảm với độ ẩm vì chúng giảm thiểu tiếp xúc với không khí trong quá trình đóng gói, điều này rất quan trọng trong các ngành công nghiệp như dược phẩm. Chuyển động theo chiều dọc của các máy này nghĩa là sản phẩm ít phải nằm chờ và có ít tiếp xúc hơn với môi trường xung quanh. Ngược lại, các máy theo phương ngang thường phù hợp hơn để xử lý chất lỏng, các dạng kem đặc và các mặt hàng dễ vỡ. Với các hệ thống này, sản phẩm được đặt nhẹ nhàng vào các túi hoặc khay đã được tạo hình sẵn, do đó loại bỏ nguy cơ hư hại do va chạm hoặc lực cắt. Các thiết lập theo phương ngang thậm chí còn có thể xử lý được các vật dụng có hình dạng bất thường, ví dụ như linh kiện điện tử, đồ nướng tươi, hay cả các bộ dụng cụ y tế, nhờ vào các thiết bị phụ trợ đặc biệt và tính năng định vị theo chiều ngang mà các máy VFFS thông thường không có. Khi các nhà sản xuất lựa chọn loại máy móc phù hợp với đặc tính sản phẩm như khả năng chảy, mức độ giòn và độ dày, họ thường thấy lượng chất thải bao bì giảm khoảng 18%, theo nghiên cứu gần đây được công bố năm ngoái trên các tạp chí về hiệu quả đóng gói.

Tính Linh Hoạt Định Dạng Bao Bì: Túi Đứng (VFFS) so với Gói Gối, Bọc Xoắn và L-Seals (Ngang)

VFFS vẫn là lựa chọn hàng đầu để sản xuất số lượng lớn túi đứng, bao gồm cả những loại có tính năng đóng kín lại và vòi rót thường được dùng cho các gói đồ ăn nhẹ và chất lỏng cô đặc. Các hệ thống này thường đạt hiệu suất sử dụng màng khoảng 90% khi sản xuất kiểu bao bì dạng túi đệm (pillow pack). Tuy nhiên, các giải pháp đóng gói nằm ngang mang đến một điểm khác biệt. Chúng xử lý được nhiều định dạng hơn. Máy đóng gói dạng cuộn (flow wrappers) rất phù hợp để bao bọc thanh dinh dưỡng và kẹo, trong khi máy hàn mép L tạo ra các gói kín hoàn toàn, chống xâm nhập, cần thiết trong các ứng dụng y tế. Các hệ thống túi làm sẵn cũng cho phép thiết kế phức tạp hơn, sẵn sàng bày bán như túi xếp ly có cửa sổ nhìn thấy sản phẩm hoặc các hộp có hình dáng độc đáo. Nhược điểm chính của VFFS là việc thay đổi định dạng đồng nghĩa với việc phải thay cả cuộn màng, trong khi các máy nằm ngang có thể nhanh chóng chuyển đổi giữa các thao tác hàn khay, đóng gói cuộn và đổ đầy túi. Điều này khiến chúng trở nên đặc biệt hấp dẫn đối với các công ty thường xuyên cập nhật bao bì mỗi ba tháng hoặc khoảng thời gian tương tự. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng VFFS vẫn duy trì lợi thế rõ rệt về tổng chi phí sở hữu khi xử lý các dây chuyền sản xuất ổn định, khối lượng lớn và liên tục.

Hiệu suất, Không gian và Tổng chi phí sở hữu

Thực tế về năng suất: 60–200 ppm (VFFS) so với 40–120 ppm (Chiều ngang) — Tính đến thời gian ngừng hoạt động và hiệu quả chuyển đổi

Các máy đóng gói dạng đứng có thể xử lý từ 60 đến 200 gói mỗi phút khi làm việc với các sản phẩm dễ chảy, vì chúng hoạt động liên tục mà không cần dừng lại và tận dụng được lực trọng trường trong quá trình đổ đầy. Các phiên bản nằm ngang thường chỉ xử lý khoảng 40 đến 120 gói mỗi phút và gặp phải những hạn chế nhất định do phải tạm dừng định kỳ để thực hiện các thao tác như nạp túi, di chuyển sản phẩm vào vị trí và hoàn tất quá trình hàn kín. Khi xét đến số lượng sản xuất thực tế, thời gian chuyển đổi giữa các lô cũng tạo nên sự khác biệt lớn. Việc điều chỉnh trên các máy VFFS thường mất từ 5 đến 15 phút cho các việc như thay cuộn màng hoặc thay cổ áo (collar). Trong khi đó, các máy nằm ngang mất thời gian dài hơn nhiều, thường hơn 20 phút chỉ để chuyển đổi giữa các chế độ khác nhau như đóng gói dạng flow wrap so với cấu hình hàn L hay điều chỉnh thiết lập băng tải cho khay. Nhìn vào thời gian ngừng hoạt động ngoài kế hoạch sẽ thấy một lợi thế khác của công nghệ VFFS. Các máy đóng gói nằm ngang thường có số lần ngừng hoạt động hàng năm cao hơn khoảng 12 đến 18 phần trăm do các vấn đề như kẹt túi, lỗi theo dõi màng hoặc nghẽn máy. Những sự cố này xảy ra thường xuyên hơn ở các hệ thống nằm ngang đơn giản vì chúng có cơ cấu phức tạp hơn và phụ thuộc rất nhiều vào việc các bộ phận phải căn chỉnh chính xác trong quá trình vận hành.

Dấu chân và Tích hợp Cơ sở: Hiệu quả Chồng dọc so với Yêu cầu Bố trí Ngang

Các đơn vị đóng gói dạng đứng (VFFS) thực sự tiết kiệm diện tích sàn vì sản phẩm di chuyển theo chiều dọc qua máy. Hầu hết các bố trí chỉ chiếm dưới 15 mét vuông ngay cả khi được trang bị cân kiểm tra, máy dò kim loại hoặc máy in ngày hạn sử dụng. Các hệ thống ngang hoạt động khác biệt; chúng cần bố trí theo đường thẳng, trong đó các lắp đặt tiêu chuẩn có thể kéo dài từ 25 đến 40 mét vuông chỉ cho băng tải, khu vực tạo hình, phần làm nguội và khu lưu trữ sau xử lý. Đó là lý do tại sao máy VFFS phù hợp rất tốt trong các nhà máy có không gian chật hẹp hoặc trong quá trình nâng cấp nhà máy. Mặt khác, các dây chuyền ngang hợp lý hơn đối với các dự án xây dựng mới có chiều cao trần lớn và đủ chỗ cho việc mở rộng theo mô-đun trong tương lai.

So sánh TCO: Chi phí Đầu tư Ban đầu, Gánh nặng Bảo trì và Khả năng Tiếp cận Phụ tùng Thay thế cho Máy đóng gói

Tổng chi phí sở hữu (TCO) phải cân nhắc giữa giá mua, mức tiêu thụ năng lượng, tần suất bảo trì, lãng phí vật liệu và giá trị còn lại. Mặc dù các máy theo phương ngang thường có chi phí ban đầu thấp hơn 15–30%, máy đóng gói VFFS mang lại những lợi thế dài hạn rõ rệt:

• Hiệu quả Năng lượng : Cơ chế đơn giản hơn và ít bộ truyền động hơn giúp giảm tiêu thụ điện năng khoảng 20%
• Chất thải vật liệu : Lệch màng và các vấn đề về lực căng băng chuyền gây ra lượng phế phẩm 8–10% ở hệ thống ngang, trong khi chỉ 2–3% ở các dây chuyền VFFS được hiệu chuẩn tốt
• Gánh nặng bảo trì : Các máy hàn mép ngang cần nhiều hơn khoảng 30% thời gian bảo trì hàng năm do đầu hàn có số lượng linh kiện cao hơn, băng tải điều khiển bằng servo và đồng bộ hóa đa trục
  Giá trị còn lại củng cố điều này: các thiết bị VFFS công suất cao giữ được khoảng 40% giá trị ban đầu sau năm năm — so với khoảng 25% ở các máy ngang tương đương — phản ánh độ bền của chúng trong các hoạt động liên tục, chu kỳ cao.

Tích hợp dây chuyền và tính phù hợp theo ngành

Khả năng tương thích hệ thống cấp liệu: Cân định lượng, Bộ cấp vít xoắn, và Robot với máy đóng gói VFFS so với máy đóng gói ngang

Các hệ thống đóng gói dạng đứng hoạt động rất hiệu quả với thiết bị cấp liệu từ trên như cân đa đầu, máy đóng gói bằng trục xoắn và các bộ cấp liệu rung mà chúng ta đều biết. Vật liệu chỉ cần rơi xuống dưới trọng lực vào cổ khuôn tạo hình, nhờ đó việc tự động hóa toàn bộ quá trình trở nên đơn giản hơn nhiều. Các cánh tay robot có thể lấy ngay những túi đã được đổ đầy ở đầu xả ra mà không cần nhiều diện tích sàn hay thiết lập cơ sở hạ tầng phức tạp. Tuy nhiên, các mẫu nằm ngang thì lại khác. Chúng đòi hỏi sự đồng bộ chính xác giữa băng tải, các robot gắp đặt và chuyển động của màng phim. Điều này có nghĩa là kỹ sư phải hết sức cẩn thận trong việc đo lường và hệ thống điều khiển trở nên khá phức tạp. Do thiết kế theo dạng đường thẳng, các máy nằm ngang xử lý tốt hơn các sản phẩm được đặt theo chiều ngang. Vì vậy, chúng thường được ưu tiên sử dụng cho các mặt hàng đã được đóng gói sẵn, khay đã lắp ráp hoặc bất kỳ sản phẩm nào mà việc định hướng cụ thể quan trọng trong quá trình nạp liệu.

Ứng Dụng Công Nghiệp Hàng Đầu: Thực Phẩm, Dược Phẩm và Các Trường Hợp Sử Dụng Hàng Tiêu Dùng cho Mỗi Loại Máy Đóng Gói

Khi nói đến các dây chuyền sản xuất thực phẩm, các máy đóng gói dạng đứng (vertical form fill seal) luôn chiếm ưu thế trong lĩnh vực thực phẩm ăn nhẹ, ngũ cốc ăn sáng, sản phẩm cà phê và thức ăn cho thú cưng. Những hệ thống này có thể sản xuất túi đứng với tốc độ từ 60 đến 200 túi mỗi phút khá ổn định trong hầu hết thời gian. Các công ty dược phẩm lại áp dụng một cách tiếp cận hoàn toàn khác, chủ yếu sử dụng thiết bị đóng gói nằm ngang cho các sản phẩm như vỉ thuốc, khay thiết bị y tế vô trùng hàn chữ L, và nhiều loại thao tác đóng gói lọ hoặc hộp carton. Tại sao vậy? Bởi vì họ cần xử lý sản phẩm một cách nhẹ nhàng, phải duy trì tiêu chuẩn ISO tại cơ sở sản xuất, đồng thời yêu cầu hồ sơ xác nhận chi tiết không thể nào bị ảnh hưởng. Các nhà sản xuất trong ngành hàng tiêu dùng thường phân chia việc sử dụng máy móc dựa trên hiệu quả tối ưu. Máy đóng gói nằm ngang được dùng cho các sản phẩm như thiết bị điện tử đóng hộp, mỹ phẩm và bộ dụng cụ cầm tay – nơi hình thức bao bì rất quan trọng. Trong khi đó, các máy VFFS xử lý những mặt hàng như nước rửa tay dạng refill, gói vitamin theo liều lượng cố định và các loại đồ ăn nhẹ dạng túi mềm cho thú cưng. Về cơ bản, những quyết định này đều xoay quanh yếu tố then chốt về vận hành: các nhà sản xuất thực phẩm quan tâm đến tốc độ và sản lượng; ngành dược yêu cầu sự chính xác tuyệt đối và tuân thủ quy định; còn các doanh nghiệp hàng tiêu dùng thì cố gắng cân bằng giữa bao bì bắt mắt, lo ngại về môi trường và khả năng thích ứng với các sản phẩm thay đổi liên tục.

Phần Câu hỏi Thường gặp

Máy VFFS là gì?

Máy VFFS là thiết bị Đóng gói Tạo hình - Điền đầy - Hàn kín theo chiều dọc, dùng để tạo ra các túi từ cuộn màng, điền sản phẩm vào và hàn kín chúng theo trục thẳng đứng.

Các sản phẩm chính được sử dụng trong máy Nằm ngang là gì Máy đóng gói ?

Máy Nằm ngang thường xử lý các túi đã tạo sẵn, bao bì dạng cuộn (flow wraps) và mối hàn chữ L, phù hợp với các mặt hàng như thanh đồ ăn nhẹ, thiết bị y tế và sản phẩm dễ vỡ.

Máy nào hiệu quả hơn về việc sử dụng không gian?

Máy VFFS tiết kiệm không gian hơn nhờ thiết kế xếp chồng theo chiều dọc, làm cho chúng lý tưởng đối với các nhà máy có diện tích sàn hạn chế.