¿Qué es una máquina de formado, llenado y sellado vertical (VFFS)? – La guía definitiva para un envasado eficiente

Una máquina de formado, llenado y sellado vertical (VFFS) es un sistema de envasado automatizado que forma bolsas a partir de un rollo continuo de película, las llena con producto y las sella. En una máquina VFFS, se introduce una película de envasado plana (generalmente de plástico o laminada), se envuelve alrededor de un tubo de formado vertical y se sella por sus bordes para crear un tubo de bolsa continuo. A continuación, se dispensa el producto (como polvos, gránulos, snacks o líquidos) en la bolsa abierta. La parte superior de la bolsa se sella térmicamente para completar el envase.

Este proceso de formado, llenado y sellado es extremadamente versátil. Las máquinas VFFS pueden manipular productos sólidos y líquidos de forma fiable; fuentes del sector señalan que "tanto sólidos como líquidos se pueden ensacar" en equipos VFFS. El concepto VFFS se remonta a una patente de 1936 de Walter Zwoyer, y hoy en día estas máquinas se utilizan en todo el mundo para el envasado a alta velocidad de... alimentosproductos para mascotas, productos químicosY más. Los especialistas en envasado destacan que los sistemas VFFS ofrecen una automatización de envasado duradera y versátil para aplicaciones alimentarias y no alimentarias.

Terminología: En la industria, una máquina VFFS también se denomina embolsadora vertical o simplemente máquina de formado, llenado y sellado (en referencia al estilo vertical). Cualquier máquina que forma, llena y sella envases es un sistema de formado, llenado y sellado, y VFFS indica la orientación vertical. Otros nombres incluyen máquina de formado, llenado y sellado vertical, máquina de formado y llenado vertical o máquina de formado y sellado vertical. En todos los casos, el énfasis está puesto en un proceso integrado en línea de montaje que forma la bolsa a partir de la película, la llena con el producto y la sella en un ciclo continuo.

Cómo funcionan las máquinas VFFS

Una máquina VFFS automatiza el proceso de envasado en un diseño vertical compacto. Los pasos básicos de operación son:

1. Desenrollado y guiado de películas: Se monta un rollo grande de film de embalaje en la máquina. Rodillos y tensores alimentan el film, manteniéndolo liso y alineado.
2. Formando la bolsa: La película plana pasa por un dispositivo de conformación (tubo formador). La película se enrolla formando un tubo vertical. Una larga mordaza de sellado vertical presiona y calienta los bordes de la película, sellándolos con un sello de aleta, formando así un tubo vertical continuo.
3. Sellado inferior: Antes del llenado, se cierra la parte inferior del tubo de film. Una barra de sellado horizontal aplica calor y presión para sellar la parte inferior de la bolsa. Esto puede ocurrir de forma intermitente (deteniendo el sellado del film) o de forma continua a medida que este se mueve, según el diseño de la máquina.
4. Llenado del producto: Con la bolsa abierta por la parte superior, la máquina dosifica el producto. El método de llenado varía según el producto: los sólidos pequeños o snacks se pesan y se dosifican mediante un dosificador de báscula, los polvos mediante dosificadores de tornillo sinfín y los líquidos mediante dosificadores de bomba o volumétricos. Los sensores de llenado garantizan que cada bolsa reciba el peso o volumen correctos.
5. Sellado y corte superior: Tras el llenado, una mordaza de sellado horizontal se cierra para formar el sello superior de la bolsa y el sello inferior de la siguiente. Esta misma mordaza suele incluir un cortador que separa la bolsa llena del tubo. De esta forma, la bolsa se sella y se separa en un solo paso.
6. Descarga de bolsas: La bolsa terminada se descarga en una cinta transportadora de salida. El ciclo se repite inmediatamente con la formación de una nueva bolsa debajo.

Este ciclo continuo puede producir cientos de bolsas por minuto, dependiendo del tamaño de la bolsa y del flujo de producto. Controles electrónicos precisos sincronizan la alimentación de la película, los tiempos de sellado y las cantidades de llenado. Por ejemplo, los sensores rastrean la posición de la película para un corte preciso, y los sistemas de dosificación garantizan pesos de llenado constantes.

Características opcionales: Muchas líneas VFFS incluyen extras para optimizar el envasado. Las impresoras integradas pueden estampar fechas o códigos de lote en la película, y las unidades de inyección de gas pueden inyectar gas inerte (p. ej., nitrógeno) en la bolsa antes del sellado para prolongar su vida útil. Las máquinas también pueden incorporar muescas de desgarro, cremalleras o asas. Todas estas funciones se realizan en línea como parte del ciclo continuo de formado, llenado y sellado.

Componentes clave de una máquina VFFS

Una máquina VFFS consta de varios subsistemas interconectados:

• Desbobinado de película y control de tensión: Sujeta el rollo de película y la introduce en la máquina. Los rodillos y sensores mantienen la tensión y la alineación correctas.
• Formación de tubo y collar: Un tubo metálico hueco (a menudo con un collarín ajustable) que moldea la película en forma tubular. El diámetro de este tubo determina el ancho de la bolsa.
• Barras de sellado verticales: Mandíbulas largas y calentadas que recorren el tubo formador. Sujetan los bordes de la película y aplican calor/presión para crear un sello vertical continuo.
• Mordazas de corte y sellado horizontales: Un par de mordazas sellan la película para formar las tapas y bases de las bolsas. Una cuchilla integrada o un alambre caliente separa la bolsa terminada de la película.
• Sistema de llenado: Equipo que dosifica el producto en cada bolsa. Entre los dispositivos más comunes se incluyen básculas multicabezal para sólidos a granel, dosificadoras de tornillo sinfín o pistón para polvos y dosificadoras de bomba para líquidos.
• Sistema de control: El controlador lógico programable (PLC) o computadora que controla las funciones de la máquina. Los operadores introducen parámetros (longitud de la bolsa, peso de llenado, velocidad) mediante una interfaz táctil.
• Accesorios auxiliares: Transportadores (de entrada de producto y de descarga de bolsas), impresoras/codificadores, sistemas de inyección de gas y protecciones de seguridad.

Cada componente debe funcionar en conjunto para garantizar un funcionamiento fluido. Por ejemplo, un control adecuado de la tensión evita las arrugas de la película, y una presión de sellado precisa garantiza sellos uniformes y herméticos.

Tipos de máquinas VFFS

Las máquinas VFFS están disponibles en diferentes configuraciones:

• Tipo de movimiento: Intermitente (parada-arranque) vs. Continua. Las máquinas intermitentes alimentan la película y luego pausan el sellado; las máquinas continuas mantienen la película en movimiento mientras una barra de sellado móvil cierra la bolsa. Las máquinas VFFS de movimiento continuo alcanzan velocidades más altas (a menudo cientos de bolsas por minuto), mientras que las máquinas intermitentes son más sencillas y pueden manejar cargas más pesadas de película o producto.
• Sistema de accionamiento: Neumático vs. Servomotor. Las máquinas neumáticas VFFS utilizan cilindros neumáticos para accionar los sellos y cortadores, ofreciendo simplicidad y confiabilidad. Las máquinas servoaccionadas utilizan servomotores eléctricos, que proporcionan un movimiento preciso y de alta velocidad para las etapas de sellado y corte. Los servomotores también facilitan la integración con controles digitales y robótica.
• Banda única vs. banda doble: La mayoría de las máquinas VFFS forman bolsas a partir de una sola película (creando bolsas de 3 lados o tipo almohada). Las máquinas VFFS de doble película (sellado por los cuatro lados) utilizan dos películas (una para cada cara de la bolsa), lo cual resulta útil para bolsas médicas o especiales que requieren estructuras multimaterial.
• Formato de la bolsa: Una línea VFFS puede reconfigurarse a menudo para diferentes estilos de bolsas intercambiando los tubos formadores y las mordazas. Los formatos más comunes incluyen bolsas tipo almohada, bolsas con fuelle (de pie), bolsas de cuatro sellos o bolsas de fondo plano. Algunas máquinas se dedican a un solo estilo, mientras que otras permiten cambios rápidos de formato.

La elección depende de las necesidades de producción. Por ejemplo, un pequeño productor podría optar por un sistema de llenado y sellado vertical neumático intermitente para ahorrar costes, mientras que un gran fabricante podría optar por un sistema de llenado y sellado vertical servoaccionado continuo para maximizar el rendimiento.

Máquina VFFS - Máquina de embalaje vertical pequeña con abrazadera y tracción	Máquina VFFS para envasado de polvo	Máquina VFFS con báscula electrónica

Aplicaciones de las máquinas VFFS

Las máquinas VFFS atienden a una amplia gama de mercados:

• Productos alimenticios: Los snacks (papas fritas, palomitas, frutos secos), dulces, frutos secos, cereales y productos de panadería se suelen envasar en máquinas VFFS. Productos básicos como el azúcar, la sal, las especias, el arroz y la harina suelen pesarse y envasarse en bolsas. Muchos alimentos congelados (p. ej., verduras y pizzas) también utilizan el envasado VFFS.
• Líquidos y salsas: Los productos líquidos como sopas, salsas, jugos y condimentos se envasan frecuentemente en bolsas mediante envasadoras verticales. La orientación vertical simplifica el llenado de productos vertibles. Carepac señala que las máquinas VFFS son ideales para líquidos que requieren un envasado estable y hermético.
• Café y té: Los tostadores y mezcladores de té utilizan máquinas VFFS para café molido, granos enteros y hojas de té. Estas líneas suelen incluir purga de gas para preservar el aroma. Incluso las cápsulas de café individuales y los sobres de té se elaboran mediante variaciones de las líneas verticales de llenado.
• Comida para mascotas: Seco alimentos para mascotasLas golosinas y los suplementos se envasan mediante sistemas VFFS. Estas máquinas pueden llenar bolsas grandes y pesadas (por ejemplo, de comida para perros) o bolsas de golosinas más pequeñas, a menudo con cremalleras o asas resellables integradas.
• Médica y farmacéutica: Las máquinas VFFS construidas según estándares sanitarios pueden envasar polvos, tabletas y suministros médicos estériles en bolsas de aluminio o laminadas.
• Bienes industriales y de consumo: Productos como detergentes (en polvo/líquidos), productos químicos, ferretería (tuercas, tornillos) y semillas también se ensacan en líneas VFFS.
• Cosméticos y especialidades: Las sales de spa, los polvos cosméticos, las mezclas de hierbas y otros artículos especiales a menudo se envasan mediante sistemas VFFS.

Debido a su versatilidad, las máquinas VFFS se utilizan tanto para aplicaciones alimentarias como no alimentarias.

Ventajas del embalaje VFFS

Los sistemas de formado-llenado-sellado verticales ofrecen muchos beneficios:

• Alto rendimiento: La operación automatizada permite velocidades de producción muy rápidas, mucho mayores que los métodos manuales. Las líneas VFFS pueden producir cientos de bolsas por minuto.
• Consistencia y calidad: La automatización garantiza llenados y sellados uniformes. Esta precisión reduce el desperdicio y garantiza que cada envase cumpla con las especificaciones. El resultado es un embalaje de alta calidad constante.
• Flexibilidad: Una máquina VFFS puede cambiar rápidamente entre tamaños, estilos y materiales de bolsas. Los fabricantes suelen utilizar ajustes sin herramientas para minimizar el tiempo de inactividad al cambiar los SKU.
• Huella compacta: Las máquinas verticales ocupan menos espacio que muchas envasadoras horizontales. Este diseño compacto resulta ventajoso en instalaciones con espacio limitado.
• Costos de embalaje más bajos: Formar bolsas a partir de rollos elimina la necesidad de comprar bolsas prefabricadas. Los rollos de película suelen ser más económicos y se requiere menos inventario de materiales de embalaje.
• Protección mejorada: Las bolsas herméticas protegen los productos de la humedad y los contaminantes. Características opcionales como la inyección de gas permiten conservar aún más la frescura, lo que hace que el envasado vertical, empacado y envasado (VFFS) sea ideal para productos perecederos.
• Versatilidad del material: Las máquinas VFFS aceptan una amplia gama de películas (polietileno, láminas laminadas, biodegradables, etc.). Trabajan con todo tipo de materiales, desde películas delgadas para snacks hasta laminados de alta resistencia.
• Fácil integración: Las líneas VFFS se integran perfectamente con pesadoras o llenadoras ascendentes y transportadores o empacadoras de cajas descendentes, creando una celda de envasado completamente automatizada.

Al optimizar las operaciones, las máquinas VFFS suelen ofrecer un alto retorno de la inversión. Muchos fabricantes optan por el sistema VFFS para satisfacer la demanda eficientemente y reducir costos.

VFFS frente a otros métodos de envasado

VFFS es una forma de envasado formado, llenado y sellado. A modo de comparación:

• Formado, llenado y sellado horizontal (HFFS): Las máquinas HFFS forman y sellan bolsas horizontalmente a lo largo de una cinta transportadora. Alcanzan velocidades muy altas para productos planos y rígidos (como productos horneados o barras), pero suelen ocupar más espacio. Además, procesan mejor los sólidos que los líquidos. En cambio, las máquinas VFFS son excelentes para gránulos sueltos y líquidos, y ocupan menos espacio.
• Rellenos de bolsas prefabricados: Estos utilizan bolsas prefabricadas (bolsas con cremallera, bolsas preformadas) que luego se llenan y sellan. Este método requiere solicitar y almacenar bolsas personalizadas con antelación. Las máquinas VFFS eliminan esta necesidad al formar bolsas a pedido a partir de rollos de película.
• Manual/Semiautomático: El llenado y sellado manual de bolsas es lento e inconsistente. Incluso las máquinas semiautomáticas requieren pasos manuales. Las líneas VFFS totalmente automatizadas aumentan considerablemente el rendimiento y la consistencia.

El mejor método depende del producto y el volumen de producción. En muchos casos, la VFFS ofrece un equilibrio ideal entre velocidad, automatización y flexibilidad.

Mejoras y accesorios

Las líneas VFFS modernas a menudo incluyen accesorios para mayor funcionalidad:

• Lavado de gas / MAP: Desplazar el oxígeno con un gas inerte (por ejemplo, nitrógeno) dentro de la bolsa para prolongar la vida útil.
• Cierres resellables: Cremalleras deslizantes incorporadas o tiras desprendibles para que el consumidor pueda volver a cerrarlas fácilmente.
• Muescas de rasgado y apertura fácil: Muescas o perforaciones troqueladas para una apertura sin esfuerzo.
• Impresión en línea: Codificadores de fecha/lote e impresoras de etiquetas integrados en el recorrido de la película.
• Pesadoras multicabezal: Llenado preciso de bolsas con múltiples ingredientes o de peso variable.
• Integración robótica: Las máquinas VFFS servoaccionadas se pueden combinar con robots para el embalaje de cajas o la carga de bandejas.
• Empalme automático de películas: Los sistemas de alta gama empalman un nuevo rollo de película sin detener la máquina.

Estas características convierten una máquina VFFS básica en una línea de envasado completa, que produce bolsas terminadas y etiquetadas, listas para envasar.

Conclusión

Las máquinas de formado, llenado y sellado verticales han transformado el envasado al combinar la formación, el llenado y el sellado de bolsas en un único proceso automatizado. Los expertos del sector señalan que los sistemas VFFS ofrecen una eficiencia y flexibilidad inigualables. Admiten diversos productos y formatos, y están equipados con funciones avanzadas (como inyección de gas o cierres zip) para satisfacer cualquier necesidad. En resumen, la tecnología VFFS sigue siendo fundamental para el envasado de gran volumen. A medida que las tendencias de fabricación priorizan la velocidad y la automatización, es probable que los sistemas VFFS sigan siendo un recurso clave para las líneas de envasado eficientes.

Preguntas frecuentes: Máquina de formado, llenado y sellado vertical (máquina VFFS)