O que é uma Máquina Vertical de Formação, Envase e Selagem (VFFS)? – O Guia Definitivo para Embalagens Eficientes

Uma máquina de formação, enchimento e selagem vertical (VFFS) é um sistema de embalagem automatizado que forma sacos a partir de um rolo contínuo de filme, os enche com o produto e os sela. Em uma máquina VFFS, o filme de embalagem plano (geralmente plástico ou laminado) é alimentado na máquina, enrolado em um tubo de formação vertical e selado ao longo de suas bordas para criar um tubo de saco contínuo. O produto (como pós, grânulos, salgadinhos ou líquidos) é então dispensado no saco aberto. A parte superior do saco é então selada a quente para completar a embalagem.

Este processo de formação, enchimento e selagem é extremamente versátil. As máquinas VFFS podem manusear produtos sólidos e líquidos de forma confiável – fontes do setor observam que “tanto sólidos quanto líquidos podem ser ensacados” em equipamentos VFFS. O conceito VFFS remonta a uma patente de 1936 de Walter Zwoyer, e hoje essas máquinas são utilizadas em todo o mundo para o envase em alta velocidade de alimentos, produtos para animais de estimação, produtos químicos, e muito mais. Especialistas em embalagens observam que os sistemas VFFS oferecem “automação de embalagens duráveis e versáteis” para aplicações alimentícias e não alimentícias.

Terminologia: Na indústria, uma máquina VFFS também pode ser chamada de ensacadeira vertical ou simplesmente de máquina de formação, enchimento e selagem (quando se refere ao estilo vertical). Qualquer máquina que "forma, enche e sela" embalagens é um sistema de formação, enchimento e selagem, e VFFS indica a orientação vertical. Outros nomes incluem máquina de formação, enchimento e selagem vertical, máquina de enchimento de forma vertical ou máquina de selagem de forma vertical. Em todos os casos, a ênfase está em um processo de linha de montagem integrado que forma a embalagem a partir do filme, a enche com o produto e a sela em um ciclo contínuo.

Como funcionam as máquinas VFFS

Uma máquina VFFS automatiza o processo de embalagem em um layout vertical compacto. As etapas operacionais básicas são:

1. Desenrolamento e orientação de filmes: Um grande rolo de filme de embalagem é montado na máquina. Rolos e tensionadores alimentam o filme na máquina, mantendo-o liso e alinhado.
2. Formando a bolsa: O filme plano passa por um dispositivo de moldagem (tubo de conformação). O filme é enrolado em um tubo vertical. Uma longa mandíbula de selagem vertical pressiona e aquece as bordas do filme, selando-as em uma aleta, formando assim um tubo vertical contínuo.
3. Vedação inferior: Antes do enchimento, o fundo do tubo de filme é fechado. Uma barra de selagem horizontal aplica calor e pressão para criar a vedação inferior do saco. Isso pode ocorrer intermitentemente (interrompendo a selagem do filme) ou continuamente, conforme o filme se move, dependendo do projeto da máquina.
4. Enchimento do produto: Com o saco aberto na parte superior, a máquina despeja o produto. O método de enchimento varia de acordo com o produto: sólidos pequenos ou salgadinhos podem ser pesados e despejados por um alimentador de balança, pós por envasadores helicoidais e líquidos por bomba ou envasadores volumétricos. Sensores de enchimento garantem que cada saco receba o peso ou volume correto.
5. Selagem e corte superior: Após o enchimento, uma mandíbula de selagem horizontal se fecha para formar a vedação superior do saco e a inferior do próximo saco. A mesma mandíbula geralmente inclui um cortador que separa o saco cheio do tubo. Assim, o saco é selado e separado em uma única ação.
6. Descarga de Saco: A embalagem finalizada é descarregada em uma esteira de saída. O ciclo se repete imediatamente com a formação de uma nova embalagem abaixo.

Este ciclo contínuo pode produzir centenas de sacos por minuto, dependendo do tamanho do saco e do fluxo do produto. Controles eletrônicos precisos sincronizam a alimentação do filme, os tempos de selagem e as quantidades de enchimento. Por exemplo, sensores rastreiam a posição do filme para um corte preciso, e sistemas de dosagem garantem pesos de enchimento consistentes.

Recursos opcionais: Muitas linhas de VFFS incluem extras para aprimorar a embalagem. Impressoras integradas podem estampar datas ou códigos de lote no filme, e unidades de descarga de gás podem injetar gás inerte (por exemplo, nitrogênio) na embalagem antes da selagem, prolongando a vida útil. As máquinas também podem ser equipadas com entalhes, zíperes ou alças. Todas essas funções ocorrem em linha, como parte do ciclo contínuo de formação-enchimento-selagem.

Principais componentes de uma máquina VFFS

Uma máquina VFFS consiste em vários subsistemas interligados:

• Desenrolamento de filme e controle de tensão: Segura o rolo de filme e o alimenta na máquina. Rolos e sensores mantêm a tensão e o alinhamento adequados.
• Tubo de formação e colar: Um tubo de metal oco (geralmente com um colar ajustável) que molda o filme em um formato tubular. O diâmetro deste tubo define a largura do saco.
• Barras de vedação verticais: Mandíbulas longas e aquecidas que correm ao longo do tubo de moldagem. Elas prendem as bordas do filme e aplicam calor/pressão para criar uma vedação vertical contínua.
• Mandíbulas de corte e selagem horizontais: Um par de mandíbulas que selam o filme para formar a parte superior e inferior do saco. Uma faca embutida ou um fio quente separam o saco acabado do filme.
• Sistema de enchimento: Equipamento que dispensa o produto em cada saco. Dispositivos comuns incluem balanças multicabeçote para sólidos a granel, envasadoras de rosca sem-fim ou pistão para pós e envasadoras de bomba para líquidos.
• Sistema de controle: Controlador lógico programável (CLP) ou computador que controla as funções da máquina. Os operadores inserem parâmetros (comprimento do saco, peso do enchimento, velocidade) por meio de uma interface touchscreen.
• Acessórios auxiliares: Transportadores (entrada de produto, descarga de sacos), impressoras/codificadores, sistemas de descarga de gás e proteções de segurança.

Cada componente deve trabalhar em conjunto para garantir uma operação suave. Por exemplo, o controle adequado da tensão evita rugas no filme, e a pressão precisa da vedação garante vedações consistentes e à prova de vazamentos.

Tipos de máquinas VFFS

As máquinas VFFS estão disponíveis em diferentes configurações:

• Tipo de movimento: Intermitente (para e inicia) vs. Contínuo. Máquinas intermitentes alimentam e pausam o filme para selagem; máquinas contínuas mantêm o filme em movimento enquanto uma barra de selagem móvel fecha o saco. Máquinas VFFS de movimento contínuo atingem velocidades mais altas (geralmente centenas de sacos por minuto), enquanto máquinas intermitentes são mais simples e podem lidar com cargas mais pesadas de filme ou produto.
• Sistema de acionamento: Pneumática vs. Servo. Máquinas pneumáticas VFFS utilizam cilindros de ar para acionar seladoras e cortadoras, oferecendo simplicidade e confiabilidade. Máquinas servoacionadas utilizam servomotores elétricos, proporcionando movimento preciso e de alta velocidade para as etapas de selagem e corte. Servomotores também permitem integração mais fácil com controles digitais e robótica.
• Web única vs. Web dupla: A maioria das máquinas VFFS forma sacos a partir de uma única folha de filme (criando bolsas de 3 lados ou tipo almofada). As máquinas VFFS de folha dupla (selagem em quatro lados) utilizam dois filmes (um para cada face do saco), úteis para bolsas médicas ou especiais que exigem estruturas multimateriais.
• Formato da bolsa: Uma determinada linha de VFFS pode frequentemente ser reconfigurada para diferentes estilos de sacos, trocando tubos de conformação e mandíbulas. Os formatos comuns incluem sacos almofada, sacos com fole (em pé), sacos com quatro selos ou com fundo plano. Algumas máquinas são dedicadas a um estilo específico, enquanto outras permitem trocas rápidas entre formatos.

A escolha depende das necessidades de produção. Por exemplo, um pequeno produtor pode optar por um VFFS pneumático intermitente para redução de custos, enquanto um grande fabricante pode usar um VFFS servoacionado contínuo para obter o máximo rendimento.

Máquina VFFS - Pequena máquina de embalagem vertical com grampo e puxador	Máquina VFFS para embalagem de pó	Máquina VFFS com balança eletrônica

Aplicações de máquinas VFFS

As máquinas VFFS atendem a uma ampla gama de mercados:

• Produtos alimentícios: Salgadinhos (batatas fritas, pipoca, nozes), doces, frutas secas, cereais e produtos de panificação são comumente ensacados em máquinas VFFS. Alimentos básicos como açúcar, sal, especiarias, arroz e farinha são frequentemente pesados e embalados em sachês. Muitos alimentos congelados (por exemplo, vegetais, pizzas) também utilizam embalagens VFFS.
• Líquidos e Molhos: Produtos líquidos, como sopas, molhos, sucos e condimentos, são frequentemente embalados em sachês por ensacadeiras verticais. A orientação vertical simplifica o envase de produtos despejáveis. A Carepac observa que as máquinas VFFS são ideais para líquidos que exigem embalagens estáveis e à prova de vazamentos.
• Café e Chá: Torrefadores e misturadores de chá utilizam máquinas VFFS para café moído, grãos inteiros e folhas de chá. Essas linhas frequentemente incluem lavagem com gás para preservar o aroma. Até mesmo cápsulas de café e sachês de chá individuais são criados por variações de linhas verticais de preenchimento.
• Ração para animais de estimação: Seco alimentos para animais de estimação, guloseimas e suplementos são embalados usando sistemas VFFS. Essas máquinas podem encher sacos grandes e pesados (por exemplo, ração para cães) ou sacos menores para guloseimas, geralmente com zíperes ou alças resseláveis integrados.
• Médica e Farmacêutica: As máquinas VFFS construídas de acordo com padrões sanitários podem embalar pós, comprimidos e suprimentos médicos estéreis em embalagens de alumínio ou laminadas.
• Bens Industriais e de Consumo: Produtos como detergentes (pó/líquido), produtos químicos, ferragens (porcas, parafusos) e sementes também são ensacados em linhas VFFS.
• Cosméticos e especialidades: Sais de spa, pós cosméticos, misturas de ervas e outros itens especiais geralmente são embalados por sistemas VFFS.

Devido à sua versatilidade, as máquinas VFFS são usadas tanto para aplicações alimentícias quanto não alimentícias.

Vantagens da embalagem VFFS

Os sistemas verticais de formação, enchimento e selagem oferecem muitos benefícios:

• Alto rendimento: A operação automatizada permite velocidades de produção muito rápidas, muito superiores aos métodos manuais. As linhas VFFS podem produzir centenas de sachês por minuto.
• Consistência e Qualidade: A automação garante enchimentos e selagens uniformes. Essa precisão reduz o desperdício e garante que cada embalagem atenda às especificações. O resultado é uma embalagem consistentemente de alta qualidade.
• Flexibilidade: Uma máquina VFFS permite alternar entre tamanhos, estilos e materiais de sacos com trocas rápidas. Os fabricantes costumam usar ajustes sem ferramentas para minimizar o tempo de inatividade ao trocar SKUs.
• Tamanho compacto: Máquinas verticais ocupam menos espaço no chão do que muitas embaladoras horizontais. Este design compacto é vantajoso em instalações com espaço limitado.
• Custos de embalagem mais baixos: A formação de sacos a partir de rolos elimina a necessidade de comprar sacos pré-fabricados. Os rolos de filme geralmente são mais baratos e exigem menos estoque de materiais de embalagem.
• Proteção aprimorada: Bolsas hermeticamente fechadas protegem os produtos contra umidade e contaminantes. Recursos opcionais, como a descarga de gás, podem preservar ainda mais o frescor, tornando o VFFS ideal para itens perecíveis.
• Versatilidade do material: As máquinas VFFS aceitam uma ampla variedade de filmes (polietileno, laminados, biodegradáveis, etc.). Elas trabalham com tudo, desde filmes finos para salgadinhos até laminados de alta resistência.
• Fácil integração: As linhas VFFS integram-se perfeitamente com pesadores ou enchedores a montante e transportadores ou encaixotadores a jusante, criando uma célula de embalagem totalmente automatizada.

Ao otimizar as operações, as máquinas VFFS geralmente oferecem um alto retorno sobre o investimento. Muitos fabricantes migram para as VFFS para atender à demanda com eficiência e reduzir custos.

VFFS vs Outros Métodos de Embalagem

VFFS é uma forma de embalagem do tipo "form-fill-seal". Para comparação:

• Forma-Preenche-Sela Horizontal (HFFS): As máquinas HFFS formam e selam sacos horizontalmente ao longo de uma esteira transportadora. Elas podem atingir velocidades altíssimas para produtos planos e rígidos (como assados ou barras), mas tendem a ocupar mais espaço. Elas também processam sólidos melhor do que líquidos. Em contrapartida, as máquinas VFFS se destacam com grânulos soltos e líquidos, e ocupam menos espaço.
• Enchimentos de bolsas pré-fabricados: Estes usam sacos pré-fabricados (bolsas com zíper, sacos pré-formados) que são então preenchidos e selados. Este método requer a encomenda e o armazenamento de sacos personalizados com antecedência. As máquinas VFFS eliminam essa necessidade, formando bolsas sob demanda a partir de rolos de filme.
• Manual/Semi-Automático: O enchimento e a selagem manual de sacos são lentos e inconsistentes. Mesmo máquinas semiautomáticas exigem etapas manuais. Linhas VFFS totalmente automatizadas aumentam significativamente a produtividade e a consistência.

O melhor método depende do produto e do volume de produção. Em muitos casos, o VFFS oferece o equilíbrio ideal entre velocidade, automação e flexibilidade.

Melhorias e acessórios

As linhas VFFS modernas geralmente incluem acessórios para funcionalidade adicional:

• Descarga de gás / MAP: Deslocar oxigênio por um gás inerte (por exemplo, nitrogênio) dentro da bolsa para prolongar a vida útil.
• Fechos Resseláveis: Zíperes deslizantes integrados ou tiras de abertura para fácil fechamento pelo consumidor.
• Entalhes de rasgo e abertura fácil: Entalhes ou perfurações recortados para uma abertura sem esforço.
• Impressão em linha: Codificadores de data/lote e impressoras de etiquetas integrados ao caminho do filme.
• Balanças multicabeça: Enchimento preciso de bolsas com vários ingredientes ou de peso variável.
• Integração Robótica: Máquinas VFFS servoacionadas podem ser pareadas com robôs para embalagem de caixas ou carregamento de bandejas.
• Emenda automática de filme: Sistemas de última geração emendam um novo rolo de filme sem parar a máquina.

Esses recursos transformam uma máquina VFFS básica em uma linha de embalagem completa, produzindo bolsas finalizadas e etiquetadas, prontas para embalagem.

Conclusão

As máquinas verticais de formação, enchimento e selagem transformaram as embalagens, combinando a formação, o enchimento e a selagem de sacos em um único processo automatizado. Especialistas do setor observam que os sistemas VFFS oferecem eficiência e flexibilidade incomparáveis. Eles podem lidar com diversos produtos e formatos e são equipados com recursos avançados (como descarga de gás ou zíperes) para atender a qualquer necessidade. Em suma, a tecnologia VFFS continua sendo um pilar fundamental das embalagens de alto volume. À medida que as tendências de fabricação priorizam a velocidade e a automação, os sistemas VFFS provavelmente continuarão sendo a base de linhas de embalagem eficientes.

Perguntas frequentes: Máquina vertical de formação, enchimento e selagem (Máquina VFFS)