Máy đóng gói dạng đứng (VFFS) là gì? – Hướng dẫn tối ưu về đóng gói hiệu quả

Máy đóng gói dạng đứng (VFFS) là một hệ thống đóng gói tự động tạo thành túi từ một cuộn màng liên tục, nạp sản phẩm vào và hàn kín. Trong máy VFFS, màng bao bì phẳng (thường là màng nhựa hoặc màng ghép) được đưa vào máy, quấn quanh một ống định hình thẳng đứng và hàn kín dọc theo các cạnh của ống để tạo thành một ống túi liên tục. Sản phẩm (như bột, hạt, đồ ăn nhẹ hoặc chất lỏng) sau đó được phân phối vào túi đã mở. Phần trên của túi sau đó được hàn nhiệt để hoàn thiện bao bì.

Quy trình định hình-đóng gói-đóng kín này cực kỳ linh hoạt. Máy VFFS có thể xử lý cả sản phẩm rắn và lỏng một cách đáng tin cậy – các nguồn tin trong ngành cho biết “cả sản phẩm rắn và lỏng đều có thể được đóng gói” trên thiết bị VFFS. Khái niệm VFFS bắt nguồn từ bằng sáng chế năm 1936 của Walter Zwoyer, và ngày nay những máy này được sử dụng trên toàn thế giới để đóng gói tốc độ cao các sản phẩm. thực phẩm, sản phẩm vật nuôi, hóa chấtvà nhiều hơn nữa. Các chuyên gia đóng gói lưu ý rằng hệ thống VFFS cung cấp “tự động hóa đóng gói bền bỉ, đa năng” cho cả ứng dụng thực phẩm và phi thực phẩm.

Thuật ngữ: Trong công nghiệp, máy VFFS cũng có thể được gọi là máy đóng bao đứng hoặc đơn giản là máy định hình-lấp đầy-đóng kín (khi đề cập đến kiểu dáng đứng). Bất kỳ máy nào "định hình, lấp đầy và đóng kín" bao bì đều là hệ thống định hình-lấp đầy-đóng kín, và VFFS biểu thị hướng thẳng đứng. Các tên gọi khác bao gồm máy định hình-lấp đầy-và-đóng kín đứng, máy chiết rót định hình đứng, hoặc máy đóng bao định hình đứng. Trong mọi trường hợp, trọng tâm là một quy trình dây chuyền lắp ráp tích hợp, tạo hình túi từ màng phim, nạp sản phẩm vào và đóng kín trong một chu trình liên tục.

Máy VFFS hoạt động như thế nào

Máy VFFS tự động hóa quy trình đóng gói theo thiết kế thẳng đứng, nhỏ gọn. Các bước vận hành cơ bản bao gồm:

1. Phim Tháo Gỡ và Hướng Dẫn: Một cuộn màng đóng gói lớn được lắp trên máy. Các con lăn và bộ căng màng sẽ đưa màng vào máy, đồng thời giữ cho màng luôn phẳng và thẳng hàng.
2. Tạo hình túi: Màng phẳng đi qua thiết bị định hình (ống định hình). Màng được cuộn thành một ống thẳng đứng. Một hàm hàn thẳng đứng dài sẽ ép và làm nóng các cạnh màng, hàn kín chúng bằng một lớp vây và tạo thành một ống thẳng đứng liên tục.
3. Niêm phong đáy: Trước khi chiết rót, đáy ống màng được đóng lại. Một thanh hàn nằm ngang sẽ tạo ra nhiệt và áp suất để tạo ra lớp niêm phong đáy túi. Quá trình này có thể diễn ra ngắt quãng (dừng màng để hàn kín) hoặc liên tục khi màng di chuyển, tùy thuộc vào thiết kế máy.
4. Đóng gói sản phẩm: Khi túi được mở ở phía trên, máy sẽ rót sản phẩm vào. Phương pháp rót có thể khác nhau tùy theo sản phẩm: các chất rắn hoặc đồ ăn nhẹ nhỏ có thể được cân và thả bằng máy cân, bột bằng máy chiết rót trục vít, và chất lỏng bằng máy bơm hoặc máy chiết rót thể tích. Cảm biến rót đảm bảo mỗi túi nhận được trọng lượng hoặc thể tích chính xác.
5. Niêm phong và cắt đầu: Sau khi nạp đầy, một hàm kẹp ngang sẽ đóng lại để tạo thành lớp niêm phong trên cùng của túi và lớp niêm phong dưới cùng của túi tiếp theo. Hàm kẹp này thường bao gồm một dao cắt để cắt túi đã nạp đầy ra khỏi ống. Nhờ đó, túi được niêm phong và tách ra chỉ trong một thao tác.
6. Xả túi: Túi thành phẩm được đưa ra băng tải đầu ra. Chu trình này ngay lập tức lặp lại với việc tạo thành một túi mới bên dưới.

Chu trình liên tục này có thể sản xuất hàng trăm túi mỗi phút, tùy thuộc vào kích thước túi và lưu lượng sản phẩm. Hệ thống điều khiển điện tử chính xác đồng bộ hóa việc nạp màng, thời gian dán và lượng chiết rót. Ví dụ, cảm biến theo dõi vị trí màng để cắt chính xác, và hệ thống định lượng đảm bảo trọng lượng chiết rót đồng đều.

Tính năng tùy chọn: Nhiều dòng máy VFFS được trang bị thêm các tính năng bổ sung để nâng cao chất lượng bao bì. Máy in tích hợp có thể in ngày tháng hoặc mã lô lên màng phim, và bộ phận xả khí có thể bơm khí trơ (ví dụ nitơ) vào túi trước khi hàn kín để kéo dài thời hạn sử dụng. Máy cũng có thể được trang bị rãnh xé, khóa kéo hoặc tay cầm. Tất cả các chức năng này đều được thực hiện trực tiếp trong quy trình tạo hình-đóng gói-hàn kín liên tục.

Các thành phần chính của máy VFFS

Máy VFFS bao gồm một số hệ thống con được liên kết với nhau:

• Kiểm soát độ căng và độ giãn của màng phim: Giữ cuộn phim và đưa phim vào máy. Các con lăn và cảm biến duy trì độ căng và căn chỉnh thích hợp.
• Ống và cổ áo hình thành: Một ống kim loại rỗng (thường có vòng đệm điều chỉnh được) giúp định hình màng phim thành dạng ống. Đường kính của ống này quyết định chiều rộng của túi.
• Thanh niêm phong dọc: Các hàm kẹp dài được làm nóng chạy dọc theo ống tạo hình. Chúng kẹp chặt các mép màng và tạo ra nhiệt/áp suất để tạo ra một lớp niêm phong thẳng đứng liên tục.
• Hàm cắt và niêm phong ngang: Một cặp hàm kẹp chặt màng để tạo thành phần trên và phần dưới của túi. Một con dao hoặc dây nóng tích hợp sẽ tách túi thành phẩm ra khỏi màng.
• Hệ thống nạp: Thiết bị phân phối sản phẩm vào từng túi. Các thiết bị phổ biến bao gồm máy cân nhiều đầu cho chất rắn rời, máy nạp trục vít hoặc piston cho bột và máy nạp bơm cho chất lỏng.
• Hệ thống điều khiển: Bộ điều khiển logic lập trình (PLC) hoặc máy tính điều khiển các chức năng của máy. Người vận hành nhập các thông số (chiều dài túi, trọng lượng túi, tốc độ) thông qua giao diện màn hình cảm ứng.
• Phụ kiện bổ sung: Băng tải (nạp sản phẩm, xả túi), máy in/máy mã hóa, hệ thống xả khí và thiết bị bảo vệ an toàn.

Mỗi thành phần phải phối hợp nhịp nhàng để đảm bảo hoạt động trơn tru. Ví dụ, việc kiểm soát độ căng màng phù hợp giúp ngăn ngừa nếp nhăn, và áp suất niêm phong chính xác đảm bảo độ kín khít, không bị rò rỉ.

Các loại máy VFFS

Máy VFFS có nhiều cấu hình khác nhau:

• Loại chuyển động: Máy ngắt quãng (dừng-khởi động) so với máy liên tục. Máy ngắt quãng nạp màng rồi tạm dừng để hàn kín; máy liên tục giữ màng chuyển động trong khi thanh hàn chuyển động đóng túi. Máy VFFS chuyển động liên tục đạt tốc độ cao hơn (thường là hàng trăm túi mỗi phút), trong khi máy ngắt quãng đơn giản hơn và có thể xử lý màng hoặc sản phẩm nặng hơn.
• Hệ thống truyền động: Máy VFFS khí nén sử dụng xi lanh khí để cung cấp năng lượng cho phớt và dao cắt, mang lại sự đơn giản và độ tin cậy. Máy servo sử dụng động cơ servo điện, cung cấp chuyển động chính xác, tốc độ cao cho các công đoạn phớt và dao cắt. Servo cũng cho phép tích hợp dễ dàng hơn với hệ thống điều khiển kỹ thuật số và robot.
• Web đơn so với Web kép: Hầu hết các máy VFFS tạo túi từ một lớp màng duy nhất (tạo thành túi 3 mặt hoặc túi gối). Máy VFFS màng kép (niêm phong bốn mặt) sử dụng hai lớp màng (mỗi mặt túi có một lớp màng), hữu ích cho các loại túi y tế hoặc chuyên dụng cần cấu trúc đa vật liệu.
• Định dạng túi: Một dây chuyền VFFS nhất định thường có thể được cấu hình lại cho các kiểu túi khác nhau bằng cách hoán đổi ống tạo hình và hàm kẹp. Các định dạng phổ biến bao gồm túi gối, túi gusset (túi đứng), túi quad-seal hoặc túi đáy phẳng. Một số máy chỉ chuyên dụng cho một kiểu túi, trong khi những máy khác cho phép chuyển đổi nhanh chóng giữa các định dạng.

Sự lựa chọn phụ thuộc vào nhu cầu sản xuất. Ví dụ, một nhà sản xuất quy mô nhỏ có thể chọn hệ thống VFFS khí nén ngắt quãng để tiết kiệm chi phí, trong khi một nhà sản xuất lớn có thể sử dụng hệ thống VFFS điều khiển servo liên tục để tối đa hóa năng suất.

Máy VFFS - Máy đóng gói kẹp và kéo dọc nhỏ	Máy đóng gói bột VFFS	Máy VFFS có cân điện tử

Ứng dụng của máy VFFS

Máy VFFS phục vụ nhiều thị trường khác nhau:

• Sản phẩm thực phẩm: Đồ ăn vặt (khoai tây chiên, bỏng ngô, các loại hạt), kẹo, trái cây sấy khô, ngũ cốc và bánh mì thường được đóng gói bằng máy VFFS. Các mặt hàng thiết yếu như đường, muối, gia vị, gạo và bột mì thường được cân và đóng gói trong túi. Nhiều loại thực phẩm đông lạnh (ví dụ như rau củ, pizza) cũng sử dụng bao bì VFFS.
• Chất lỏng và nước sốt: Các sản phẩm dạng lỏng như súp, nước sốt, nước ép và gia vị thường được đóng gói trong túi bằng máy đóng gói đứng. Thiết kế theo chiều dọc giúp việc chiết rót các sản phẩm dạng rót trở nên đơn giản hơn. Carepac lưu ý rằng máy VFFS lý tưởng cho các loại chất lỏng yêu cầu bao bì ổn định, chống rò rỉ.
• Cà phê và trà: Các nhà rang xay và pha chế trà sử dụng máy VFFS để xay cà phê, cà phê hạt nguyên chất và lá trà. Các dây chuyền này thường bao gồm hệ thống xả khí để giữ hương thơm. Ngay cả cà phê viên nén và trà túi lọc dùng một lần cũng được tạo ra bằng các biến thể của dây chuyền chiết rót thẳng đứng.
• Thức ăn cho thú cưng: Khô thức ăn cho thú cưngThức ăn, đồ ăn vặt và thực phẩm bổ sung được đóng gói bằng hệ thống VFFS. Những máy này có thể đóng gói các túi lớn, nặng (ví dụ: thức ăn cho chó) hoặc các túi thức ăn vặt nhỏ hơn, thường được tích hợp khóa kéo hoặc quai xách có thể đóng lại.
• Y tế và Dược phẩm: Máy VFFS được chế tạo theo tiêu chuẩn vệ sinh có thể đóng gói bột, viên nén và vật tư y tế vô trùng trong túi giấy bạc hoặc túi ép nhiều lớp.
• Hàng công nghiệp và tiêu dùng: Các sản phẩm như chất tẩy rửa (dạng bột/lỏng), hóa chất, phần cứng (đai ốc, bu lông) và hạt giống cũng được đóng gói trên dây chuyền VFFS.
• Mỹ phẩm & Đặc sản: Muối spa, bột mỹ phẩm, hỗn hợp thảo dược và các mặt hàng đặc biệt khác thường được đóng gói bằng hệ thống VFFS.

Nhờ tính linh hoạt, máy VFFS được sử dụng cho cả ứng dụng thực phẩm và phi thực phẩm.

Ưu điểm của Bao bì VFFS

Hệ thống tạo hình-đổ đầy-niêm phong theo chiều dọc mang lại nhiều lợi ích:

• Thông lượng cao: Hoạt động tự động cho phép tốc độ sản xuất cực nhanh, vượt xa phương pháp thủ công. Dây chuyền VFFS có thể sản xuất hàng trăm túi mỗi phút.
• Tính nhất quán và chất lượng: Tự động hóa đảm bảo việc chiết rót và hàn kín đồng đều. Độ chính xác này giúp giảm thiểu lãng phí và đảm bảo mọi bao bì đều đáp ứng thông số kỹ thuật. Kết quả là bao bì luôn đạt chất lượng cao.
• Tính linh hoạt: Máy VFFS có thể chuyển đổi giữa các kích cỡ, kiểu dáng và chất liệu túi với khả năng chuyển đổi nhanh chóng. Các nhà sản xuất thường sử dụng công nghệ điều chỉnh không cần dụng cụ để giảm thiểu thời gian chết khi chuyển đổi SKU.
• Dấu chân nhỏ gọn: Máy đóng gói đứng chiếm ít diện tích sàn hơn so với nhiều máy đóng gói ngang. Thiết kế nhỏ gọn này rất có lợi cho các cơ sở có không gian hạn chế.
• Giảm chi phí đóng gói: Việc tạo túi từ cuộn phim giúp loại bỏ nhu cầu mua túi đóng gói sẵn. Cuộn phim thường rẻ hơn và cần ít vật liệu đóng gói dự trữ hơn.
• Bảo vệ nâng cao: Túi được đóng kín giúp bảo vệ sản phẩm khỏi độ ẩm và chất gây ô nhiễm. Các tính năng tùy chọn như xả khí có thể giúp duy trì độ tươi ngon lâu hơn, khiến VFFS trở nên lý tưởng cho các mặt hàng dễ hỏng.
• Tính linh hoạt của vật liệu: Máy VFFS chấp nhận nhiều loại màng khác nhau (polyethylene, màng mỏng, màng phân hủy sinh học, v.v.). Máy xử lý được mọi loại màng từ màng mỏng cho đến màng mỏng chịu lực.
• Tích hợp dễ dàng: Dây chuyền VFFS tích hợp liền mạch với máy cân hoặc máy chiết rót ở đầu vào và băng tải hoặc máy đóng thùng ở đầu ra, tạo thành một ô đóng gói hoàn toàn tự động.

Bằng cách hợp lý hóa hoạt động, máy VFFS thường mang lại lợi tức đầu tư cao. Nhiều nhà sản xuất nâng cấp lên VFFS để đáp ứng nhu cầu hiệu quả và giảm chi phí.

VFFS so với các phương pháp đóng gói khác

VFFS là một dạng bao bì đóng gói theo hình thức điền đầy và dán kín. Để so sánh:

• Định hình-Điền-Niêm phong theo chiều ngang (HFFS): Máy HFFS tạo hình và hàn kín túi theo chiều ngang dọc theo băng tải. Chúng có thể đạt tốc độ rất cao đối với các sản phẩm phẳng, cứng (như bánh nướng hoặc thanh) nhưng thường chiếm nhiều diện tích sàn hơn. Chúng cũng xử lý chất rắn tốt hơn chất lỏng. Ngược lại, máy VFFS vượt trội hơn với các hạt rời và chất lỏng, và chúng cần diện tích sàn nhỏ hơn.
• Chất độn túi làm sẵn: Những sử dụng này túi làm sẵn (túi có khóa kéo, túi định hình sẵn) sau đó được chiết rót và niêm phong. Phương pháp này đòi hỏi phải đặt hàng và lưu trữ túi tùy chỉnh trước. Máy VFFS loại bỏ nhu cầu này bằng cách tạo túi theo yêu cầu từ cuộn phim.
• Thủ công/Bán tự động: Việc chiết rót và đóng gói thủ công thường chậm và không đồng đều. Ngay cả máy bán tự động cũng cần các bước thủ công. Dây chuyền VFFS hoàn toàn tự động giúp tăng đáng kể năng suất và độ đồng đều.

Phương pháp tốt nhất phụ thuộc vào sản phẩm và khối lượng sản xuất. Trong nhiều trường hợp, VFFS mang lại sự cân bằng lý tưởng giữa tốc độ, tự động hóa và tính linh hoạt.

Cải tiến và Phụ kiện

Các dòng VFFS hiện đại thường bao gồm các phụ kiện bổ sung để tăng thêm chức năng:

• Xả khí / MAP: Thay thế oxy bằng khí trơ (ví dụ như nitơ) bên trong túi để kéo dài thời hạn sử dụng.
• Nắp đậy có thể đóng lại: Khóa kéo trượt hoặc dải xé tích hợp giúp người dùng dễ dàng đóng lại.
• Rãnh xé & Dễ mở: Các khía hoặc lỗ cắt khuôn giúp mở dễ dàng.
• In nội tuyến: Máy mã hóa ngày/lô và máy in nhãn được tích hợp vào đường dẫn phim.
• Máy cân nhiều đầu: Đóng gói chính xác các túi chứa nhiều thành phần hoặc có trọng lượng thay đổi.
• Tích hợp robot: Máy VFFS điều khiển bằng servo có thể kết hợp với robot để đóng gói thùng hoặc nạp khay.
• Ghép phim tự động: Hệ thống cao cấp có thể nối một cuộn phim mới mà không cần dừng máy.

Những tính năng này biến một máy VFFS cơ bản thành một dây chuyền đóng gói hoàn chỉnh, cho ra những túi đã hoàn thiện, có nhãn mác, sẵn sàng để đóng gói.

Phần kết luận

Máy đóng gói dạng đứng (Vertical Form Fill Seal) đã chuyển đổi bao bì bằng cách kết hợp tạo hình túi, chiết rót và hàn kín thành một quy trình tự động duy nhất. Các chuyên gia trong ngành nhận định rằng hệ thống VFFS mang lại hiệu quả và tính linh hoạt vượt trội. Chúng có thể xử lý nhiều sản phẩm và định dạng khác nhau, đồng thời được trang bị các tính năng tiên tiến (như xả khí hoặc khóa kéo) để đáp ứng mọi yêu cầu. Tóm lại, công nghệ VFFS vẫn là nền tảng của bao bì sản lượng lớn. Khi xu hướng sản xuất nhấn mạnh vào tốc độ và tự động hóa, hệ thống VFFS có thể sẽ tiếp tục là một công cụ đắc lực của các dây chuyền đóng gói hiệu quả.

Câu hỏi thường gặp: Máy đóng gói dạng đứng (Máy VFFS)