Как работают вертикальные машины для формирования, наполнения и запечатывания?

В современном мире упаковки эффективность, скорость и надёжность имеют первостепенное значение. Во многих отраслях, от производства продуктов питания и напитков до фармацевтической промышленности, производители должны упаковывать продукцию быстро и стабильно. Одна из важнейших технологий, обеспечивающих это, — Вертикальная машина для формования, наполнения и запечатывания (VFFS)Эти мощные системы автоматизируют весь процесс создания, наполнения и запечатывания пакетов. Благодаря этому они стали незаменимым инструментом для производителей по всему миру.

В этом руководстве представлен всесторонний анализ работы вертикальных формовочно-фасовочно-укупорочных машин. В этой статье мы подробно рассмотрим весь процесс, от разматывания упаковочной пленки до окончательной выгрузки готового к выкладке продукта. Изучив каждый компонент и каждый этап технологической цепочки, вы получите глубокое понимание инженерных и высокоточных принципов, которые делают технологию вертикальной формовки/упаковки (VFFS) незаменимой. Независимо от того, являетесь ли вы владельцем бизнеса, рассматривающим инвестиции в автоматизацию упаковки, инженером, стремящимся углубить свои технические знания, или менеджером по закупкам, оценивающим производственные решения, эта статья предоставит вам необходимые знания.

Понимание машин VFFS: обзор

Что такое Машина VFFS?

По своей сути, Вертикальная формовка, заполнение и герметизация (VFFS) Машина представляет собой автоматизированную упаковочную систему, которая выполняет три основные функции в вертикальной последовательности. Во-первых, она формы Пакет из плоского рулона упаковочного материала. Далее, заполняет мешок с заданным количеством продукта. Наконец, он тюлени Надёжно фиксирует мешок. Вертикальное расположение — ключевая особенность конструкции. Таким образом, машина может использовать силу гравитации при наполнении и занимать компактное пространство на производственной площадке. Это значительное преимущество для предприятий с ограниченным пространством.

Скорость и универсальность

Технология вертикальной упаковки (VFFS) славится своей исключительной скоростью и эффективностью. Некоторые модели способны производить более 300 пакетов в минуту [2]. Эта высокая скорость в сочетании с экономичностью использования рулонной пленки вместо готовых пакетов делает машины VFFS чрезвычайно экономичными для крупносерийного производства. Более того, их универсальность является ещё одним существенным преимуществом. Производители могут настраивать эти машины для работы с широким спектром продуктов, включая порошки, гранулы, жидкости и твердые вещества. Кроме того, они могут производить пакеты самых разных типов: от простых пакетов-подушек до более сложных пакетов с боковыми складками или прямоугольным дном.

Ключевые компоненты машины VFFS

Чтобы полностью понять принцип работы вертикальной упаковочной машины (VFFS), необходимо понимать её основные компоненты. Каждая деталь играет важнейшую роль в бесперебойном и автоматизированном процессе упаковки. Хотя конкретные конструкции могут различаться у разных производителей, основные компоненты остаются неизменными для большинства вертикальной упаковочной машины (VFFS).

Компонент	Функция
Система транспортировки пленки	Разматывает упаковочную плёнку с рулона (рулонного материала) и подаёт её в машину. Обеспечивает плавное и правильное движение плёнки.
Рука танцора	Утяжелённый поворотный рычаг с роликами, поддерживающий постоянное натяжение плёнки при её размотке. Это предотвращает образование складок и смещение плёнки, обеспечивая её правильное выравнивание на протяжении всего процесса [2].
Системы регистрации и отслеживания	Обеспечьте точное позиционирование плёнки. Фотоэлемент распознаёт напечатанные регистрационные метки для управления последовательностью резки, а датчики отслеживают край плёнки для автоматической регулировки и поддержания выравнивания.
Формовочная труба и воротник	Формирует пакет. Плоская плёнка протягивается через плечо (воротник) формующей трубы, которая складывает её в вертикальную трубку. Диаметр формующей трубы определяет ширину пакета.
Вертикальная сварочная планка	Нагретый стержень, который прижимается к перекрывающимся вертикальным краям пленочной трубки, создавая продольный шов пакета.
Горизонтальные уплотнительные губки	Пара нагретых зажимов, которые выполняют две функции одновременно: создают верхний шов заполненного ниже пакета и нижний шов следующего заполняемого пакета.
Система резки	Нож, встроенный в горизонтальные сварочные губки, отделяет готовый пакет от пленочной трубки.
Аппарат для наполнения	Внешнее устройство, интегрированное с вертикальной системой дозирования (VFFS), для дозирования продукта. К распространённым типам относятся многоголовочные весы, шнековые дозаторы и дозаторы объёмного дозирования, каждый из которых подходит для разных типов продуктов [3].
Система управления (ПЛК/ЧМИ)	Мозг машины. Программируемый логический контроллер (ПЛК) координирует действия всех компонентов, а человеко-машинный интерфейс (ЧМИ), часто представляющий собой сенсорный экран, позволяет операторам задавать параметры, контролировать производство и диагностировать проблемы.

Процесс VFFS: пошаговое руководство

Работа вертикальной упаковочной машины представляет собой высокосинхронизированную последовательность действий. Ниже представлено подробное описание всего процесса: от плоского рулона плёнки до готовой запечатанной упаковки.

Шаг 1: Размотка и транспортировка пленки

Процесс начинается в задней части машины. Здесь операторы устанавливают большой рулон упаковочной плёнки (роллсток) на шпиндельный узел. Затем транспортёрные ремни стягивают плёнку с рулона. Эти ремни являются ключевым элементом системы транспортировки плёнки. Для более тяжёлых рулонов плёнки опциональное приводное разматывающее колесо может обеспечить плавную подачу плёнки. Это предотвращает резкие рывки и перебои в подаче плёнки.

Шаг 2: Контроль натяжения пленки

При разматывании плёнка проходит через рычаг-натяжитель. Инженеры спроектировали этот утяжелённый поворотный рычаг так, чтобы он двигался вверх и вниз. Благодаря этому он поддерживает постоянное натяжение плёнки. Это натяжение критически важно для предотвращения смещения плёнки из стороны в сторону и образования складок. Подобные проблемы могут привести к дефектным пакетам и сбоям в производстве. Таким образом, рычаг-натяжитель обеспечивает идеально ровное и ровное положение плёнки по мере её движения к зоне формовки.

Шаг 3: Дополнительная печать

Если дизайн упаковки требует нанесения такой информации, как дата, номер партии, логотип или другая графика, плёнка проходит через печатный модуль после тангенциального рычага. В зависимости от области применения, это может быть термотрансферный или струйный принтер. Таким образом, этот этап позволяет производителям наносить переменные данные на плёнку перед формованием пакета.

Шаг 4: Отслеживание и регистрация фильма

Затем плёнка проходит через фотоэлемент регистрации и датчики слежения за плёнкой. Фотоэлемент распознаёт напечатанные на плёнке регистрационные метки. Это позволяет системе управления машины точно координировать движение плёнки. В результате режущий нож разделяет пакеты в правильном положении. Одновременно с этим датчики кромки контролируют поперечное положение плёнки. Если плёнка начинает смещаться, весь транспортный узел каретки автоматически смещается. Это восстанавливает идеальное выравнивание, обеспечивая единообразие от одного пакета к другому.

Шаг 5: Формирование сумки

На этом этапе двухмерная плёнка преобразуется в трёхмерный пакет. Плёнка протягивается через плечо (или воротник) формующей трубы. Это действие складывает плоскую плёнку вокруг трубы, образуя непрерывную трубку с двумя перекрывающимися внешними краями. На этом этапе машина также определяет длину пакета. Операторы задают этот параметр через HMI. Поворотный энкодер, контактирующий с плёнкой, измеряет длину проходящей плёнки. По достижении нужной длины он подаёт сигнал на остановку транспортёра плёнки.

Шаг 6: Наполнение продуктом и герметизация

После того, как рукав плёнки сформирован и зафиксирован, нагреваемая вертикальная сварочная планка движется вперёд. Она прижимает перекрывающиеся края плёнки к формующей трубке, создавая вертикальный шов. Сразу после этого смыкаются две нагреваемые горизонтальные сварочные губки. Они запаивают верхний шов пакета, находящегося ниже, и нижний шов пакета, находящегося выше. Пока эти губки остаются закрытыми, встроенный наполнительный аппарат, например, многоголовочный весовой дозатор или шнековый дозатор, дозирует точное количество продукта. Затем продукт под действием силы тяжести падает вниз через формующую трубку в пакет, ожидающий своего часа.

Шаг 7: Резка и выгрузка

После заполнения пакета продуктом, острый нож выдвигается вперёд. Обычно он расположен внутри горизонтального сварочного узла и разрезает готовый пакет, отделяя его от плёночной трубки. Затем зажимы открываются, и машина выгружает готовый запечатанный пакет. Обычно он перемещается на конвейер или в приёмный бункер. Это завершает один цикл. Машина сразу же начинает следующий, повторяя процесс в быстром темпе.

Типы конфигураций уплотнений

Понимание типов печатей

Вертикальный шов — важнейший элемент конструкции пакета. Вертикальные машины для вертикальной упаковки (VFFS) обычно создают один из двух основных типов шва: внахлест или внахлест. Выбор между ними зависит от упаковочной пленки и желаемого внешнего вида конечного продукта.

Поясная печать

При сварке внахлестку производители накладывают друг на друга два внешних края плёнки. Они создают шов, склеивая внутренний слой одного края с внешним слоем другого. Это создаёт плоский, бесшовный шов на обратной стороне пакета. Ключевым преимуществом сварки внахлестку является её эффективность. Она расходует меньше материала на пакет по сравнению с ребровым швом. Однако она подходит только для плёнок, у которых внутренний и внешний слои могут быть соединены вместе.

Фин Сил

Производители создают плавник, соединяя две внутренние поверхности краев плёнки и запечатывая их. Это создаёт шов, выступающий из задней части пакета, напоминающий плавник. Хотя для его изготовления требуется немного больше материала, плавник необходим для плёнок со специальными барьерными слоями или покрытиями. Они предотвращают герметичное соединение внутренней и внешней поверхностей. Таким образом, он обеспечивает прочное и надёжное соединение, соединяя два совместимых внутренних слоя.

Системы наполнения для машин VFFS

Выбор правильной системы наполнения

Наполнительный блок — важнейший компонент, работающий совместно с вертикально-фрезерной машиной (VFFS). Он обеспечивает дозирование нужного количества продукта в каждый пакет. Выбор системы наполнения зависит от характеристик продукта, таких как его консистенция, текучесть и требуемая точность наполнения. Ниже представлены наиболее распространённые типы систем наполнения.

Наполнители для объемных стаканов

Объемные дозаторы идеально подходят для сыпучих гранулированных продуктов, таких как рис, сахар или семена. Эта система использует ряд регулируемых дозаторов для измерения объёма продукта. Несмотря на простоту и экономичность, она может обеспечивать меньшую точность для продуктов с непостоянной плотностью.

Шнековые наполнители

Инженеры разрабатывают шнековые наполнители для порошков и гранулированных продуктов, таких как мука, специи или кофейная гуща. Шнековый наполнитель использует вращающийся шнек для дозирования точного количества продукта. Он обеспечивает высокую точность и достаточно универсален для работы с продуктами различной плотности.

Поршневые наполнители

Поршневые дозаторы — предпочтительный выбор для жидких и полужидких продуктов, таких как соусы, кремы или гели. Поршневой дозатор использует поршень для всасывания и последующего дозирования точного объёма продукта. Благодаря этому он может работать с широким диапазоном вязкостей с высокой точностью.

Комбинированные весы (Многоголовочные весы)

Комбинированные весы лучше всего подходят для продуктов с нестабильным весом и формой. Например, для закусок, конфет или замороженных продуктов. Комбинированный весовой дозатор использует несколько весовых головок для расчета идеального сочетания продуктов и достижения заданного веса. Благодаря этому он обеспечивает исключительную точность на высоких скоростях.

Типы машин VFFS

Категории машин

Производители могут классифицировать станки вертикальной формовки (VFFS) по принципу движения и привода. Понимание этих различий критически важно для выбора подходящего станка для конкретной области применения. В конечном счёте, это напрямую влияет на скорость, точность и стоимость производства.

Прерывистое движение против непрерывного движения

Основное отличие в работе машины VFFS заключается в том, как машина обращается с пленкой в процессе запечатывания.

Машины прерывистого действия: В этой конструкции транспортировка плёнки на мгновение останавливается для выполнения горизонтальной сварки и резки. Такое цикличное движение проще с точки зрения механики. Однако оно ограничивает общую скорость машины. Машины прерывистого действия хорошо подходят для применений, где высокая скорость не является первостепенным требованием. Они также хорошо подходят для продуктов, которым требуется больше времени для укладки в пакет перед запайкой.

Машины непрерывного движения: Как следует из названия, плёнка движется непрерывно, без остановок. Инженеры спроектировали горизонтальные сварочные губки так, чтобы они двигались вместе с плёнкой во время сварки и резки. Это позволяет значительно повысить скорость производства. Поэтому эти машины идеально подходят для крупносерийного производства, где максимальная производительность является ключевой задачей.

Пневматические и сервоприводные системы

Еще одним важным отличием является система привода, которая приводит в действие движущиеся части машины, в частности, сварочные зажимы.

Пневматические машины VFFS: Эти машины используют сжатый воздух для приведения в действие механизмов герметизации и резки. Пневматические системы известны своей надёжностью, простотой конструкции и низкой первоначальной стоимостью. Это делает их доступным вариантом для многих предприятий. Однако они, как правило, обеспечивают менее точное управление движением. Кроме того, они работают на более низких скоростях по сравнению с сервоприводными системами. Кроме того, они, как правило, потребляют больше энергии из-за необходимости постоянной подачи сжатого воздуха.

Машины VFFS с сервоприводом: Эти передовые машины используют электросерводвигатели для управления движением своих компонентов. Серводвигатели обеспечивают исключительно точное управление положением, скоростью и крутящим моментом. В результате они обеспечивают более высокую точность, более высокую скорость производства и большую гибкость при работе с различными упаковочными материалами и форматами. Несмотря на более высокие первоначальные инвестиции, машины с сервоприводом более энергоэффективны. Кроме того, они обеспечивают превосходную производительность для требовательных задач с большими объёмами производства. .

Упаковочные материалы и типы пленки

Выбор фильмов имеет значение

Универсальность машин вертикальной фасовки (VFFS) позволяет использовать широкий спектр упаковочных материалов. Пленка, или рулонный материал, является основой готовой упаковки. Её свойства играют ключевую роль в защите продукта, сроке годности и брендинге. Эти материалы варьируются от простых однослойных плёнок до сложных многослойных ламинатов.

Распространенные киноматериалы

Производители обычно используют следующие материалы для систем VFFS:

Полиэтилен (ПЭ): Распространенный и гибкий пластик, используемый для широкого спектра изделий.

Ламинаты: Многослойные плёнки, сочетающие такие материалы, как полиэстер (ПЭТ), полипропилен (ПП) и алюминиевая фольга. Они обеспечивают улучшенные барьерные свойства против влаги, кислорода и света. Производители часто используют их для упаковки пищевых продуктов, чтобы сохранить их свежесть.

Бумажные ламинаты: Они выглядят и ощущаются более естественно. Производители часто используют их для органических или ремесленных продуктов.

Специальные киноматериалы

Помимо основного материала, производители могут выпускать плёнки со специальными свойствами. Это повышает удобство для потребителя и функциональность продукта. Например, можно использовать многоразовые застёжки-молнии, односторонние газовые клапаны (необходимые для таких продуктов, как свежесваренный кофе, выделяющий CO2) и предварительно нанесённые насечки для лёгкого открывания [1]. Поэтому выбор правильной плёнки — важнейшее решение. Он влияет на всё: от эффективности производства до удобства конечного пользователя.

Отрасли и области применения

Широкий спектр применения

Адаптивность и эффективность вертикально-фрезерных упаковочных машин (VFFS) привели к их широкому применению в различных отраслях. Возможность обработки различных продуктов и создания индивидуальных упаковочных решений делает их незаменимыми для:

Еда и напитки: Это крупнейший сектор применения вертикальной упаковочной техники (VFFS). Вертикальные упаковочные машины (VFFS) упаковывают широкий спектр пищевых продуктов: от снеков, таких как картофельные чипсы и орехи, до порошков, таких как мука и специи, и даже жидкостей, таких как соусы и заправки.
Кофе: Кофейная индустрия активно использует машины вертикальной фасовки (VFFS) для создания герметичных пакетов. Они часто оснащены односторонними клапанами, что позволяет сохранять свежесть и аромат обжаренных зерен и молотого кофе.
Корм для домашних животных: Вертикальные многофункциональные машины (VFFS) упаковывают всё: от сухого корма и лакомств до добавок. Они подходят для широкого спектра размеров пакетов и материалов, необходимых на рынке кормов для домашних животных.
Фармацевтика и медицина: Для упаковки порошков, гранул и небольших медицинских изделий точность и стерильность машин VFFS имеют решающее значение.
Упакованные потребительские товары: Такие продукты, как моющие средства, мелкие хозяйственные товары и другие бытовые товары, часто упаковываются с использованием технологии VFFS.
Сельское хозяйство: Семена, удобрения и другие гранулированные сельскохозяйственные продукты выигрывают от эффективной упаковки с использованием надежных систем вертикальной фасовки и упаковки (VFFS).

Преимущества технологии VFFS

Основные преимущества

Широкое распространение вертикальных упаковочных машин свидетельствует об их многочисленных преимуществах по сравнению с другими методами упаковки. Для компаний, стремящихся автоматизировать и масштабировать свои процессы, эти преимущества неоспоримы.

Высокоскоростное производство: Благодаря возможности производить от 30 до 300 пакетов в минуту и более, машины VFFS обеспечивают высокую производительность. Это значительно увеличивает производительность.
Эффективность затрат: Формируя пакеты из рулонного материала, машины VFFS значительно снижают стоимость упаковки по сравнению с использованием готовых пакетов. Это со временем приводит к существенной экономии на материале.
Компактная конструкция: Вертикальная ориентация VFFS-машин обеспечивает им значительно меньшую площадь, чем горизонтальные аналоги. Таким образом, они экономят ценное пространство на производственном объекте.
Гибкость и универсальность: Операторы могут быстро настраивать машины вертикальной формовки (VFFS) для производства пакетов самых разных размеров и форматов. Возможность лёгкой замены формующей трубы позволяет быстро переходить на выпуск различных продуктов и видов упаковки.
Уменьшение отходов материалов: Точный контроль над процессом производства плёнки и пакетов минимизирует отходы материала. Это способствует более экологичному и экономичному производству.
Автоматизация и интеграция: Производители проектируют машины вертикальной фасовки и упаковки (VFFS) с учётом автоматизации. Они легко интегрируются в комплексную упаковочную линию, включая наполнители, контрольные весы, упаковщики в ящики и паллетизаторы. Это позволяет создать полностью автоматизированное решение для конечного этапа производства.

Ключевые моменты при выборе машины VFFS

Сделать правильный выбор

Выбор подходящей вертикальной фрезерной установки (VFFS) — это серьёзная инвестиция. Для этого необходимо тщательно учесть ряд факторов. Тщательный анализ ваших конкретных потребностей позволит выбрать систему, которая не только соответствует вашим текущим производственным требованиям, но и масштабируется вместе с вашим бизнесом.

Характеристики продукта: Физические свойства вашего продукта — будь то порошок, жидкость, твердое вещество или гранулы — будут основным фактором, определяющим необходимую систему наполнения.
Объем производства: Требуемая производительность (в мешках в минуту) определит, какой тип машины (прерывистого или непрерывного действия) вам больше подходит. Также это повлияет на необходимость пневматической или сервоприводной системы.
Размер и формат сумки: Учитывайте диапазон размеров и типов пакетов, которые вам необходимо производить. Машина должна быть оснащена необходимыми формовочными трубками. Кроме того, она должна обеспечивать быструю переналадку при производстве нескольких видов продукции.
Требования к точности: Требуемая точность наполнения будет зависеть от ценности вашего продукта и отраслевых стандартов. Высококачественные продукты оправдают инвестиции в более точные системы наполнения, такие как комбинационные весы.
Бюджет: Первоначальные инвестиции играют важную роль. Пневматические машины требуют меньших затрат на вход. В то же время, машины с сервоприводом, хотя и дороже, обеспечивают более высокую производительность и меньшие энергозатраты в долгосрочной перспективе.
Техническое обслуживание и поддержка: Оцените репутацию производителя в плане надёжности, обслуживания и поддержки. Сложное оборудование требует профессионального обслуживания. Более того, простой может обойтись дорого.
Масштабируемость в будущем: Продумайте траекторию роста вашего бизнеса. Оборудование, которое можно модернизировать или адаптировать для обработки больших объёмов или другой продукции в будущем, может оказаться более разумным долгосрочным вложением.

Заключение

The Вертикальная формовка, заполнение и запечатывание Машина — это чудо автоматизации упаковки. Это сложная система, которая плавно превращает простой рулон плёнки в готовый к продаже продукт. Понимая сложное взаимодействие её компонентов — от точного управления системами транспортировки и натяжения плёнки до синхронизированного движения сварочных губок и резаков, — мы можем оценить инженерные решения, лежащие в основе современных упаковочных процессов. Более того, процесс вертикальной фасовки (VFFS) — это свидетельство способности автоматизации обеспечивать скорость, эффективность и стабильность в любом масштабе.

Для любого предприятия, занимающегося производством упакованных товаров, технология вертикальной фасовки (VFFS) предлагает мощное решение. Она повышает производительность, снижает затраты и улучшает качество продукции. Универсальность, применимость к широкому спектру продукции и отраслей, в сочетании с присущей ей эффективностью и компактной конструкцией, гарантирует, что вертикальная упаковочная машина для формования, наполнения и запечатывания останется краеугольным камнем упаковочного рынка на долгие годы.

Готовы ли вы оптимизировать свои упаковочные операции?

Если вы рассматриваете возможность внедрения технологии вертикальной фасовки (VFFS) на своей производственной линии или модернизации существующего упаковочного оборудования, сейчас самое время действовать. Правильная машина вертикальной фасовки (VFFS) может преобразовать ваш производственный процесс. Она обеспечивает значительное повышение скорости, эффективности и экономичности.

Сделай следующий шаг:

Запросить консультацию: Свяжитесь с нашими экспертами по упаковке, чтобы обсудить ваши конкретные требования к продукту и производственные цели. Мы поможем вам подобрать оптимальное решение для вертикальной упаковки (VFFS) для вашего бизнеса.

Запланируйте демонстрацию: Познакомьтесь с технологией VFFS в действии. Узнайте лично, как эти машины справятся с вашей продукцией. Станьте свидетелем скорости и точности, которые могут кардинально изменить вашу упаковочную линию.

Загрузите наше руководство для покупателя: Воспользуйтесь нашим подробным руководством по выбору оборудования VFFS. Оно включает в себя подробные характеристики, сравнительные таблицы и калькуляторы окупаемости инвестиций, которые помогут вам принять решение об инвестировании.

Свяжитесь с нами сегодня: Есть вопросы по машинам VFFS, системам розлива или упаковочным материалам? Наша техническая команда готова предоставить экспертные консультации, адаптированные к вашей отрасли и области применения.

WhatsApp: +0086-13536680274
Почта:info@fill-package.com

Не позволяйте устаревшим процессам упаковки тормозить ваш бизнес. Узнайте, как технология вертикальной упаковки (VFFS) может дать вам необходимое конкурентное преимущество на современном быстро меняющемся рынке.