Вертикальное упаковочное оборудование: принцип работы и применение
Вертикальный фасовочно-упаковочный автомат - это надёжное и универсальное решение для фасовки пищевых и непищевых продуктов. Автомат фасовочно-упаковочный вертикального типа предназначен для дозирования и упаковки сыпучих, гранулированных и мелкоштучных продуктов в герметичные трёхшовные пакеты формата Flow-Pack. Преимущество устройств данного типа - способность производить более 30 видов упаковок с использованием технологии Flow Pack. Оборудование предназначено для фасовки сыпучих, жидких, пылящих, мелкоштучных продуктов.
На выбор потребителей сегодня во многом влияют способы и виды упаковки, а так же различные упаковочные материалы. Следовательно, можно сделать вывод о том, что упаковка оказывает существенное влияние на объёмы продаж, значит, и на мировую торговлю в целом, а так же на положение на потребительском рынке каждой отдельной компании. Улучшая упаковку, компания резко повышает свою конкурентоспособность.
Фасовочные автоматы предназначены для весового дозирования различных видов продукции. Производство пищевой и строительной сыпучей продукции, медикаментов, косметики и бытовой химии нуждается в узлах автоматизированной дозировки, фасовки и упаковки.
Вертикальная упаковочная машина используется для упаковки жидких, пастообразных и сыпучих продуктов. Упаковка проходит с заданной дозацией по объему или весу в трехшовный или четырехшовные пакет, стик, саше или фильтр-бумагу. Чаще всего упаковывают порционный сахар, соль, перец, растворимый кофе, чай, специи и т.д.
Современные вертикальные фасовочно-упаковочные машины формируют два основных вида пакетов:
- Пакет Подушка (трехшовный пакет): пакет формируется из одного рулона пленки, и является самым популярным пакетом на данный момент у клиентов.
- Четырех шовный или Трех шовный САШЕ пакет из одного рулона пленки имеет форму прямоугольника, универсальный вид упаковки, который формируется из одного рулона пленки, который складывается пополам и запаиваются все три или четыре стороны пакета.
Упаковка сыпучих продуктов. Вертикальная машина с различными типами дозирующей системы позволяют упаковывать в трехшовные пакеты подушка, гассет, дойпак и многих других, увеличенного объема пакеты многие пищевые продукты: крупы, орехи, конфеты, сухофрукты, чипсы, кондитерские изделия, соль, сахар, полуфабрикаты, чай, кофе, какао, мука и другое. Упаковка для жидких продуктов. Оборудование изготавливается из нержавеющей стали, дополнительно обрабатывается антикоррозийными составами, безопасными для контакта с пищевыми продуктами.
Принцип работы вертикального упаковочного оборудования
Формовочно-наполнительная машина FFS (Form-Fill-Seal) представляет собой автоматизированное упаковочное оборудование, которое последовательно выполняет три ключевые операции: формирование упаковки из рулонной пленки, дозированное заполнение продуктом и герметичное запечатывание. Технология Form-Fill-Seal объединяет в единой машине три традиционно раздельных процесса упаковочного производства. Аббревиатура FFS расшифровывается как формование, наполнение и запечатывание, что точно отражает последовательность операций.
Существует два основных типа FFS-машин, различающихся по ориентации упаковочного процесса. Вертикальные машины VFFS формируют упаковку сверху вниз, пропуская пленку через формовочную воронку. Ключевое преимущество FFS-технологии заключается в непрерывности процесса. Машина автоматически разматывает пленку, формует рукав, дозирует продукт, сваривает швы и отрезает готовый пакет без участия оператора.
Процесс вертикальной упаковки начинается с подачи плоской пленки или полурукава с разматывателя. Пленка проходит через систему направляющих роликов и попадает на формовочную воронку, где происходит её сворачивание в трубчатый рукав. Вертикальный шов формируется непрерывно по мере продвижения пленки вниз. Сварочные губки с контролируемой температурой соединяют края пленки, создавая герметичный рукав.
Дозирующие системы в VFFS-машинах подбираются в зависимости от характеристик упаковываемого продукта. Для сыпучих материалов применяют шнековые или чашечные дозаторы, обеспечивающие точность в пределах одного грамма. Продукт подается через наполнительную трубку внутрь сформированного рукава. Скорость подачи синхронизирована с работой протяжного механизма пленки, что предотвращает просыпание или разбрызгивание.
После заполнения продуктом активируются поперечные сварочные губки, которые одновременно запечатывают верх текущего пакета и формируют дно следующего. Сварка происходит под контролируемым давлением и температурой. Для полиэтиленовых пленок рабочая температура составляет от 120 до 140 градусов Цельсия, для полипропиленовых материалов требуется более высокий нагрев в диапазоне 160-180 градусов.
Нож, интегрированный в сварочный узел, отделяет готовый пакет от непрерывного рукава. Машины высокого класса используют горячий или ультразвуковой нож для создания чистого ровного среза без риска разрыва пленки.
Выбор между вертикальной и горизонтальной системой определяется характеристиками продукта и требованиями производства. Вертикальные машины универсальны и подходят для широкого спектра продуктов с различной консистенцией.
Технические характеристики и возможности
Современные вертикальные FFS-машины демонстрируют впечатляющие показатели производительности. Машины начального уровня выдают от 30 до 45 пакетов в минуту при размере упаковки до 250 миллиметров в длину. Среднескоростное оборудование достигает 60-80 пакетов в минуту, а высокопроизводительные линии способны упаковывать до 100 единиц за минуту.
Точность дозирования является критическим параметром для пищевой и фармацевтической промышленности. Качественные FFS-машины с весовыми дозаторами среднего класса обеспечивают точность в пределах 0,5-1% от заданного веса. Высокоточные массовые дозаторы премиум-сегмента способны достигать показателей 0,1-0,25%, что особенно важно при упаковке дорогостоящих ингредиентов или фармацевтических субстанций.
Технические возможности машин:
- Ширина формируемого пакета варьируется от 60 до 350 миллиметров, длина регулируется в диапазоне от 100 до 580 миллиметров.
- Машины работают с пленкой толщиной от 30 до 150 микрон, включая многослойные ламинированные материалы.
- Потребляемая электрическая мощность составляет от 1,8 до 12 киловатт в зависимости от класса оборудования и производительности.
Вертикальные машины производят различные форматы упаковки в зависимости от конфигурации формовочного узла. Базовый формат представляет собой трехшовный пакет-подушку с вертикальным задним швом и двумя горизонтальными швами сверху и снизу.
Пакеты с боковыми фальцами имеют расширенное дно, что придает им устойчивость в вертикальном положении. Такая упаковка популярна для кофе, чая, корма для животных. Саше небольшого объема используются для косметических средств, соусов, одноразовых порций приправ.
Примеры применения:
- Упаковка сыпучих продуктов: сахар, соль, крупы, мука, специи.
- Снековая продукция: чипсы, орехи, семечки, попкорн.
- Кондитерские изделия: конфеты, драже, шоколадные шарики.
- Порошковые лекарственные формы, гранулы, таблетки россыпью.
- Медицинские принадлежности: ватные диски, бинты, марлевые салфетки.
- Бытовая химия: стиральные порошки, таблетки для посудомоечных машин.
- Строительные смеси малых фасовок.
- Одноразовые порции шампуней, кремов, сывороток.
- Пробники косметической продукции.
Рынок вертикальных упаковочных машин демонстрирует стабильный рост. В пищевой промышленности FFS-технология применяется более чем на 70% производственных линий упаковки сыпучих продуктов.
Преимущества и недостатки
Высокая производительность формовочно-наполнительных машин позволяет обрабатывать от 1800 до 6000 упаковок в час, что недостижимо при ручной фасовке. Стабильность качества упаковки обеспечивается электронным контролем всех параметров. Система датчиков проверяет температуру сварки, давление, скорость протяжки пленки, вес дозируемого продукта.
Экономия упаковочного материала достигается за счет точного расчета длины пакета и минимизации отходов. Рулонная пленка стоит значительно дешевле готовых пакетов, что снижает себестоимость упаковки на 20-30%.
FFS-машины требуют квалифицированного технического обслуживания для поддержания стабильной работы. Сварочные элементы нуждаются в регулярной чистке от остатков пленки, протяжные механизмы требуют смазки, фотодатчики должны калиброваться. Оборудование чувствительно к качеству упаковочной пленки. Неравномерная толщина, дефекты поверхности, несоответствие параметров сваривания приводят к образованию негерметичных швов.
Переналадка машины на другой формат упаковки требует от 15 минут до часа работы механика. Необходимо заменить формовочную воронку, настроить длину пакета, откалибровать дозатор.
Вертикальные машины VFFS формируют упаковку в вертикальной плоскости, подходят для сыпучих, порошковых и жидких продуктов. Горизонтальные HFFS работают в горизонтальной ориентации, оптимальны для твердых штучных изделий правильной формы.
VFFS-машины успешно упаковывают жидкие продукты объемом от 20 до 200 миллилитров. Для этого используются специальные поршневые или перистальтические дозаторы, обеспечивающие точность наполнения.
Производительность зависит от класса оборудования и размера упаковки. Машины начального уровня производят 30-45 пакетов в минуту, среднего класса достигают 60-80 пакетов в минуту, высокопроизводительные модели упаковывают до 100 единиц за минуту.
Пленка должна обладать хорошей свариваемостью, прочностью на разрыв, стабильностью размеров. Толщина обычно составляет от 30 до 150 микрон. Для пищевых продуктов применяются многослойные комбинированные пленки с барьерными свойствами.
Переналадка занимает от 15 до 60 минут в зависимости от сложности изменений. Базовая регулировка длины пакета выполняется через сенсорную панель за несколько минут. Смена ширины требует замены формовочной воронки и перенастройки сварочных узлов.
Вертикальный фасовочно-упаковочный автомат - это надёжное и универсальное решение для фасовки пищевых и непищевых продуктов. Фасовочно-упаковочное оборудование вертикального типа Flow-Pack дозирует и упаковывает гранулированные, сыпучие, мелкоштучные пищевые и непищевые продукты в трёхшовные пакеты, формируемые из термосвариваемых рулонных материалов. Каждая вертикальная фасовочно-упаковочная машина оснащается современными системами управления, обеспечивающими автоматическую синхронизацию дозатора, подающего транспортёра и узла формирования пакета. Конструкция оптимизирована под термосвариваемые материалы, что гарантирует герметичность и эстетичный внешний вид упаковки.
Сокращает затраты на персонал, занимающийся фасовкой и упаковкой продукции. Т.е. полностью автоматизирует процесс дозации продукта в упаковку. Существенно увеличивает производительность на этапе упаковки. По сравнению с ручным процессом - до нескольких десятков раз. Позволяет наносить метки с датой фасовки. Минимальная погрешность при фасовке. Эффективность и точность не зависит от внешних факторов, ошибок персонала.
Дополнительный функционал: необходимость подрезки шва, считывания фотометки, нанесение даты, впрыск газа, тип подачи продукта в бункер и прочие. Впрыск жидкостей для обеззараживания или смазывания продукции, например, спирта или масла.
В вертикальных фасовочно-упаковочных машинах применяется «вертикальное» строение машины, при котором дозатор продукта располагается над упаковочной машиной, что позволяет сократить габариты упаковочной машины в целом. По данному принципу строится множество машин для самых разнообразных продуктов.
Типы дозаторов:
- Вибрационные линейные - для легко сыпучих, штучных, не пылящих продуктов. Крупы, сахар, пряники, замороженные полуфабрикаты, овощи, печенье, чипсы, не пищевые продукты, метизы, пластиковые изделия и т.д.
- Объемные, применяются для сыпучих однородных продуктов, которые имеют стабильный удельный вес т.к. дозирование происходит по объему, а не по весу. Крупы, специи в малых порциях, чай, гранулированные продукты. Принцип работы: продукт дозируется стаканами, которые размещаются в барабане (по принципу револьвера).
- Поршневые, для жидких и пастообразных продуктов таких как молоко, соки, соусы, кетчуп, майонез, соевый соус, подсолнечное масло, распущенный мед , не пищевые продукты, жидкое мыло, шампуни и т.д.
- Шнековые, для трудно сыпучих продуктов, таких как мука, специи, сухое молоко, крахмал, порошки, пылящие продукты и т.д. Принцип действия заключается в подаче продукта шнеком.
В основном упаковочные машины работают на сжатом воздухе, но так же достаточно распространен и механический принцип работы. Упаковочные машины формируют пакет из термосвариваемых пленок (полиэтилены, полипропилены, ламинаты, барьерные пленки, морозостойкие пленки). Мелко-порционные машины могут использовать фильтр-бумагу. Форма упаковки может быть достаточно разнообразной: пакет-подушка, с плоским дном, саше, стик-пакет, с отверстием для пальцев, с проваркой боковых граней и пр.
Формовочно-наполнительные машины FFS представляют собой эффективное решение для автоматизации упаковочных процессов в различных отраслях промышленности. Вертикальные машины VFFS демонстрируют универсальность применения, успешно справляясь с упаковкой сыпучих, порошковых, жидких и штучных продуктов. Компактная конструкция и относительная простота обслуживания делают их оптимальным выбором для предприятий малого и среднего масштаба.
Выбор конкретной модели FFS-машины должен основываться на характеристиках упаковываемого продукта, требуемой производительности, доступной площади производственного помещения и бюджета инвестиций.
Таблица сравнения типов вертикальных упаковочных машин
| Тип машины | Продукты | Производительность (пакетов/мин) | Применение |
|---|---|---|---|
| Начальный уровень | Сыпучие, гранулированные | 30-45 | Малый бизнес, небольшие объемы производства |
| Средний уровень | Сыпучие, жидкие, пастообразные | 60-80 | Средний бизнес, средние объемы производства |
| Высокопроизводительные | Различные типы продуктов | До 100 | Крупный бизнес, большие объемы производства |
Важно: Данная статья носит информационно-ознакомительный характер и не является руководством по эксплуатации оборудования. Автор не несет ответственности за решения, принятые на основе представленной информации. Перед приобретением и эксплуатацией упаковочного оборудования необходимо проконсультироваться со специалистами и изучить техническую документацию производителя.
