Что такое вертикальная упаковочная машина (VFFS)? – Полное руководство по эффективной упаковке

Вертикальная упаковочная машина (VFFS) — это автоматизированная система, которая формирует пакеты из рулона плёнки, наполняет их продуктом и запечатывает. В машине VFFS плоская упаковочная плёнка (часто пластиковая или ламинированная) подаёт в машину, оборачивает вокруг вертикальной формующей трубы и запечатывает её по краям, формируя непрерывный рукав пакета. Затем продукт (например, порошки, гранулы, закуски или жидкости) дозируется в открытый пакет. Верхняя часть пакета запечатывается термосваркой, завершая упаковку.

Этот процесс формования, наполнения и запечатывания чрезвычайно универсален. Вертикальные упаковочные машины (VFFS) могут надёжно работать как с твёрдыми, так и с жидкими продуктами. Отраслевые источники отмечают, что на оборудовании VFFS «можно упаковывать как твёрдые, так и жидкие продукты». Концепция VFFS восходит к патенту 1936 года, полученному Вальтером Цвойером, и сегодня эти машины используются во всём мире для высокоскоростной упаковки. продукты питания, товары для животных, химикатыи многое другое. Специалисты по упаковке отмечают, что системы VFFS обеспечивают «надёжную и универсальную автоматизацию упаковки» как для пищевых, так и для непищевых продуктов.

Терминология: В промышленности машину вертикальной фасовки (VFFS) также называют вертикальной упаковочной машиной или просто машиной для формирования, наполнения и запечатывания (если речь идёт о вертикальном исполнении). Любая машина, которая «формует, наполняет и запечатывает» упаковку, называется системой формирования, наполнения и запечатывания, а VFFS указывает на вертикальную ориентацию. Другие названия включают вертикальную машину для формирования, наполнения и запечатывания, вертикальную машину для наполнения и запечатывания или вертикальную машину для формирования и запечатывания. Во всех случаях акцент делается на интегрированном конвейерном процессе, который формирует пакет из плёнки, наполняет его продуктом и запечатывает в одном непрерывном цикле.

Как работают машины VFFS

Вертикальная упаковочная машина VFFS автоматизирует процесс упаковки в компактном вертикальном исполнении. Основные этапы работы:

1. Разматывание и руководство по фильму: На машину устанавливается большой рулон упаковочной плёнки. Ролики и натяжители подают плёнку в машину, обеспечивая её гладкость и ровность.
2. Формирование сумки: Плоская плёнка проходит через формовочное устройство (формовочную трубку). Плёнка сворачивается в вертикальную трубку. Длинный вертикальный сварочный пресс сжимает и нагревает края плёнки, запечатывая их в шов с плавником, образуя таким образом непрерывную вертикальную трубку.
3. Нижнее уплотнение: Перед заполнением дно рукава плёнки закрывается. Горизонтальная сварочная планка обеспечивает нагрев и давление для создания нижнего шва пакета. Это может происходить периодически (с остановкой плёнки для сварки) или непрерывно по мере её движения, в зависимости от конструкции машины.
4. Наполнение продукта: Машина дозирует продукт, открывая пакет сверху. Способ наполнения зависит от продукта: мелкие твердые продукты или закуски могут быть взвешены и дозированы весовым дозатором, порошки — шнековыми дозаторами, а жидкости — насосными или объемными дозаторами. Датчики наполнения гарантируют, что каждый пакет будет наполняться правильным весом и объемом.
5. Верхняя герметизация и резка: После наполнения горизонтальная сварочная губка смыкается, формируя верхний шов пакета и нижний шов следующего пакета. Эта же губка обычно оснащена резаком, который отделяет заполненный пакет от трубки. Таким образом, пакет запечатывается и разделяется за один проход.
6. Выгрузка мешка: Готовый пакет выгружается на выходной конвейер. Цикл немедленно повторяется, и ниже формируется новый пакет.

Этот непрерывный цикл позволяет производить сотни пакетов в минуту, в зависимости от размера пакета и потока продукта. Точные электронные системы управления синхронизируют подачу плёнки, время запечатывания и объём наполнения. Например, датчики отслеживают положение плёнки для точной резки, а системы дозирования обеспечивают постоянный вес наполнения.

Дополнительные функции: Многие линии вертикальной фасовки и упаковки (VFFS) оснащены дополнительным оборудованием для улучшения качества упаковки. Встроенные принтеры могут печатать дату или код партии на плёнке, а газонаполняющие устройства могут подавать инертный газ (например, азот) в пакет перед запечатыванием для продления срока годности. Машины также могут быть оснащены отрывными надрезами, застёжками-молниями или ручками. Все эти функции выполняются в рамках непрерывного цикла формования, наполнения и запечатывания.

Ключевые компоненты машины VFFS

Машина VFFS состоит из нескольких взаимосвязанных подсистем:

• Регулировка размотки и натяжения пленки: Удерживает рулон плёнки и подаёт её в машину. Ролики и датчики поддерживают правильное натяжение и выравнивание.
• Формовка трубы и воротника: Полая металлическая трубка (часто с регулируемым воротничком), придающая плёнке трубчатую форму. Диаметр трубки определяет ширину пакета.
• Вертикальные уплотнительные планки: Длинные нагреваемые зажимы, расположенные вдоль формующей трубы, зажимают края плёнки и, применяя нагрев и давление, создают непрерывный вертикальный шов.
• Горизонтальные герметизирующие и режущие губки: Пара зажимов, которые сваривают плёнку, формируя верхнюю и нижнюю части пакета. Затем встроенный нож или нагретая проволока отделяют готовый пакет от плёнки.
• Система наполнения: Оборудование для дозирования продукта в каждый мешок. К распространённым устройствам относятся многоголовочные весы для сыпучих материалов, шнековые или поршневые дозаторы для порошков и насосные дозаторы для жидкостей.
• Система управления: Программируемый логический контроллер (ПЛК) или компьютер, управляющий функциями машины. Операторы вводят параметры (длину мешка, вес наполнителя, скорость) через сенсорный экран.
• Вспомогательные приспособления: Конвейеры (подающий для продукта, разгрузочный для мешков), принтеры/кодировщики, системы газоочистки и защитные ограждения.

Для обеспечения бесперебойной работы все компоненты должны работать согласованно. Например, правильный контроль натяжения предотвращает образование складок на плёнке, а точное давление сварки обеспечивает надёжную герметичность.

Типы машин VFFS

Машины VFFS доступны в различных конфигурациях:

• Тип движения: Прерывистый (стоп-старт) и непрерывный режимы работы. Машины периодического действия подают плёнку, а затем останавливают её для запечатывания; машины непрерывного действия поддерживают движение плёнки, пока движущаяся сварочная планка запечатывает пакет. Вертикальные упаковочные машины непрерывного действия достигают более высокой скорости (часто сотни пакетов в минуту), в то время как машины периодического действия проще и могут работать с более тяжёлой плёнкой или продуктом.
• Система привода: Пневматические и сервоприводные. Пневматические машины VFFS используют воздушные цилиндры для привода уплотнителей и резаков, обеспечивая простоту и надежность. Машины с сервоприводом используют электроприводы, обеспечивающие точное и высокоскоростное перемещение на этапах уплотнителя и резака. Сервоприводы также упрощают интеграцию с цифровыми системами управления и робототехникой.
• Single-Web против Dual-Web: Большинство машин VFFS формируют пакеты из одного полотна плёнки (создавая трёхсторонние или подушечные пакеты). Машины VFFS с двойным полотном (четырёхсторонней запайкой) используют две плёнки (по одной для каждой стороны пакета), что подходит для медицинских или специальных пакетов, требующих многослойной структуры.
• Формат сумки: Линию вертикальной формовки (VFFS) часто можно перенастроить для производства пакетов разных форматов, заменив формующие трубки и губки. Распространенные форматы включают пакеты-подушки, пакеты с боковыми складками (стоячие пакеты), пакеты с четырьмя швами или пакеты с плоским дном. Некоторые машины предназначены для производства пакетов одного формата, в то время как другие позволяют быстро перенастраиваться между форматами.

Выбор зависит от производственных потребностей. Например, мелкосерийный производитель может выбрать прерывистую пневматическую вертикальную ленту для экономии средств, в то время как крупный производитель может использовать непрерывную вертикальную ленту с сервоприводом для максимальной производительности.

Машина VFFS — небольшая вертикальная упаковочная машина с захватом и вытягиванием	Машина VFFS для упаковки порошков	Машина VFFS с электронными весами

Применение машин VFFS

Машины VFFS обслуживают широкий спектр рынков:

• Продукты питания: Закуски (чипсы, попкорн, орехи), конфеты, сухофрукты, хлопья и хлебобулочные изделия обычно упаковываются на вертикальных упаковочных машинах. Такие основные продукты, как сахар, соль, специи, рис и мука, часто взвешиваются и упаковываются в пакеты. Многие замороженные продукты (например, овощи, пицца) также упаковываются в вертикальные упаковочные машины.
• Жидкости и соусы: Жидкие продукты, такие как супы, соусы, соки и приправы, часто упаковываются в пакеты вертикальными упаковочными машинами. Вертикальное расположение упрощает розлив текучих продуктов. Carepac отмечает, что машины VFFS идеально подходят для жидкостей, требующих прочной и герметичной упаковки.
• Кофе и чай: Обжарщики и производители чая используют машины вертикальной формовки и упаковки (VFFS) для молотого кофе, цельных зерен и чайных листьев. Эти линии часто оснащены системой газации для сохранения аромата. Даже одноразовые кофейные капсулы и чайные пакетики производятся с помощью различных вариантов вертикальных линий формовки и заполнения.
• Корм для домашних животных: Сухой корма для домашних животныхЛакомства и добавки упаковываются с помощью систем вертикальной фасовки (VFFS). Эти машины могут наполнять как большие тяжёлые пакеты (например, корм для собак), так и небольшие пакеты с лакомствами, часто со встроенными многоразовыми застёжками-молниями или ручками.
• Медицина и фармацевтика: Машины VFFS, соответствующие санитарным нормам, могут упаковывать порошки, таблетки и стерильные медицинские принадлежности в фольгированные или ламинированные пакеты.
• Промышленные и потребительские товары: На линиях VFFS также упаковываются такие продукты, как моющие средства (порошок/жидкость), химикаты, метизы (гайки, болты) и семена.
• Косметика и специальные средства: Системы VFFS часто упаковывают спа-соли, косметические порошки, травяные смеси и другие специальные товары.

Благодаря своей универсальности машины VFFS используются как для пищевых, так и для непищевых продуктов.

Преимущества VFFS-упаковки

Вертикальные системы формования-наполнения-запечатывания обладают рядом преимуществ:

• Высокая пропускная способность: Автоматизированное производство обеспечивает очень высокую скорость производства, значительно превышающую ручную. Линии вертикальной фасовки (VFFS) могут производить сотни пакетов в минуту.
• Последовательность и качество: Автоматизация обеспечивает равномерное наполнение и запечатывание. Такая точность сокращает отходы и гарантирует соответствие каждой упаковки заявленным характеристикам. Результат — неизменно высокое качество упаковки.
• Гибкость: Вертикальная упаковочная машина (VFFS) позволяет быстро переключаться между размерами, типами и материалами пакетов. Производители часто используют безинструментальную регулировку, чтобы минимизировать время простоя при смене артикулов.
• Компактность: Вертикальные машины занимают меньше места, чем многие горизонтальные упаковщики. Компактная конструкция выгодна на предприятиях с ограниченным пространством.
• Снижение затрат на упаковку: Формирование пакетов из рулонов исключает необходимость покупки готовых пакетов. Рулоны плёнки, как правило, дешевле, и требуется меньше упаковочных материалов.
• Улучшенная защита: Плотно запечатанные пакеты защищают продукты от влаги и загрязнений. Дополнительные функции, такие как продувка газом, позволяют ещё больше сохранить свежесть, что делает VFFS идеальным решением для скоропортящихся продуктов.
• Универсальность материала: Вертикальные упаковочные машины работают с широким ассортиментом плёнок (полиэтиленовой, ламинированной фольгой, биоразлагаемой и т. д.). Они работают с любыми видами плёнок: от тонких снэковых плёнок до прочных ламинатов.
• Простая интеграция: Линии VFFS легко интегрируются с весами или наполнителями, стоящими выше по потоку, и конвейерами или упаковщиками в ящики, создавая полностью автоматизированную упаковочную ячейку.

Благодаря оптимизации операций машины VFFS часто обеспечивают высокую окупаемость инвестиций. Многие производители переходят на VFFS, чтобы эффективно удовлетворять спрос и снижать затраты.

VFFS против других методов упаковки

VFFS — это один из видов упаковки методом формования, наполнения и запечатывания. Для сравнения:

• Горизонтальная формовка-заполнение-запечатывание (HFFS): Машины HFFS формируют и запечатывают пакеты горизонтально вдоль конвейера. Они могут развивать очень высокую скорость для плоских, жёстких продуктов (например, выпечки или батончиков), но, как правило, занимают больше места. Они также лучше справляются с твёрдыми продуктами, чем с жидкостями. В отличие от них, машины VFFS отлично подходят для работы с сыпучими гранулами и жидкостями, при этом занимая меньше места.
• Готовые наполнители для мешочков: Эти используют готовые пакеты (пакеты с застежкой-молнией, готовые пакеты) которые затем наполняются и запечатываются. Этот метод требует предварительного заказа и хранения индивидуальных пакетов. Вертикальные машины для вертикальной упаковки (VFFS) устраняют эту необходимость, формируя пакеты по запросу из рулонов плёнки.
• Ручной/полуавтоматический: Ручное наполнение и запечатывание пакетов происходит медленно и нестабильно. Даже полуавтоматические машины требуют ручного труда. Полностью автоматизированные линии вертикальной фасовки значительно повышают производительность и стабильность.

Оптимальный метод зависит от продукта и объёма производства. Во многих случаях VFFS обеспечивает идеальный баланс скорости, автоматизации и гибкости.

Улучшения и аксессуары

Современные линии VFFS часто включают в себя насадки для расширения функциональности:

• Продувка газом / MAP: Вытеснение кислорода инертным газом (например, азотом) внутри пакета для продления срока годности.
• Многоразовые застежки: Встроенные застежки-молнии или отрывные полоски для удобства повторного закрытия потребителем.
• Насечки для отрыва и легкое открывание: Вырубные выемки или перфорация для легкого открывания.
• Встроенная печать: Кодировщики даты/партии и принтеры этикеток интегрированы в тракт прохождения пленки.
• Многоголовочные весы: Точное наполнение многокомпонентных или мешочков с переменным весом.
• Роботизированная интеграция: Сервоприводные машины VFFS могут работать в паре с роботами для упаковки коробов или загрузки лотков.
• Автоматическая склейка пленки: Высокопроизводительные системы склеивают новую рулонную пленку, не останавливая машину.

Эти функции превращают базовую машину VFFS в полноценную упаковочную линию, выпускающую готовые, маркированные пакеты, готовые к упаковке.

Заключение

Вертикальные формовочно-фасовочно-укупорочные машины преобразили упаковку, объединив формование, наполнение и запечатывание пакетов в единый автоматизированный процесс. Отраслевые эксперты отмечают, что системы VFFS обеспечивают непревзойденную эффективность и гибкость. Они способны работать с различными продуктами и форматами, а также оснащены передовыми функциями (например, газовым дутьем или застежками-молниями) для удовлетворения любых требований. Одним словом, технология VFFS остается краеугольным камнем крупносерийной упаковки. Поскольку производственные тенденции делают акцент на скорости и автоматизации, системы VFFS, вероятно, останутся «рабочей лошадкой» эффективных упаковочных линий.

Часто задаваемые вопросы: Вертикальная машина для формирования, наполнения и запечатывания (машина VFFS)