Alegerea unei mașini de ambalare greșite poate costa o operațiune de producție mult mai mult decât prețul echipamentului în sine - în timpii de nefuncționare, risipa de materiale, deteriorarea produsului și obiectivele ratate de debit. Decizia între o mașină de ambalat verticală și a mașină de ambalat orizontală este una dintre cele mai importante alegeri în proiectarea liniei de ambalare, dar este adesea făcută fără a înțelege complet modul în care funcționează fiecare sistem și pentru ce este construit cu adevărat. Acest articol oferă o comparație amănunțită și practică pentru a ajuta managerii de operațiuni, echipele de achiziții și inginerii de producție să facă apelul potrivit.

Cum funcționează mașinile de ambalat vertical

Mașinile de etanșare a umplerii formelor verticale (VFFS) funcționează prin tragerea în jos a unei role continue de film plat peste un tub de formare. Pe măsură ce filmul călătorește în jos, este modelat într-un tub, etanșat de-a lungul marginii verticale, umplut cu produs de sus prin tubul de formare, apoi etanșat și tăiat orizontal în partea de jos pentru a crea pungi sau pungi individuale. Întregul proces are loc într-o mișcare verticală continuă, motiv pentru care aceste mașini pot atinge viteze extrem de mari - adesea 60 până la 200 de saci pe minut, în funcție de produs și de dimensiunea pungii.

Orientarea verticală face ca mașinile VFFS să fie în mod inerent potrivite pentru produse cu curgere liberă. Gravitația face o mare parte din muncă: granule, pulberi, lichide și bucăți solide mici cad în mod natural în tubul de formare și se așează în pungă fără a necesita sisteme complexe de manipulare a produselor. Această simplitate este un motiv major pentru care mașinile VFFS domină în producția de alimente, în special pentru gustări, cafea, zahăr, legume congelate, nuci și alimente pentru animale de companie.

Cum funcționează mașinile de ambalat orizontal

Mașinile de etanșare cu umplere orizontală (HFFS) și mașinile de ambalare în flux strâns legate, mută produsele orizontal de-a lungul unui transportor într-o peliculă care se înfășoară în jurul lor pe măsură ce se deplasează. O bobină de film se desfășoară și formează un tub în jurul produsului, etanșat de-a lungul inferioarei cu o etanșare cu aripioare sau etanșare, apoi etanșat încrucișat și tăiat la marginile de început și de spate ale fiecărui produs pentru a produce un ambalaj etanș. Produsul este introdus în mașină din lateral, trece orizontal prin zona de ambalare și iese ca un pachet finit, sigilat.

Acest design este în mod inerent potrivit pentru produsele care au o formă definită și nu pot fi turnate sau turnate. Un baton de ciocolată, un sandviș, un bloc de brânză, un dispozitiv medical sau un pachet de stilouri - aceste produse trebuie poziționate cu atenție și înfășurate, nu scăpate într-o pungă. Mașinile orizontale pot, de asemenea, să manipuleze produse fragile, asimetrice sau care necesită o înfășurare strânsă, conturată, care se conformează strâns cu suprafața produsului.

Diferențele cheie dintr-o privire

Următorul tabel rezumă cele mai importante diferențe operaționale dintre mașinile de ambalat verticale și orizontale:

Tipul de produs este primul filtru de decizie

Niciun alt factor nu determină alegerea mașinii mai decisiv decât natura produsului ambalat. Înainte de a evalua viteza, costul sau amprenta, producătorii trebuie să pună o singură întrebare: acest produs poate fi scăpat sau turnat, sau trebuie să fie plasat și susținut?

Produse care se potrivesc mașinilor verticale

• Chipsuri de cartofi, floricele de porumb și alte gustări care sunt turnate în pungi
• Cafea măcinată, ceai, condimente și suplimente sub formă de pudră
• Zahăr, sare, făină și alte produse granulare sau uscate în vrac
• Mazăre congelată, legume tăiate cubulețe, creveți și alte produse IQF
• Lichide și semi-lichide precum sosuri, sucuri și detergenți lichizi
• Articole hardware mici, cum ar fi șuruburi, elemente de fixare sau semințe vândute la greutate

Produse care se potrivesc mașinilor orizontale

• Batoane de ciocolată, biscuiți, batoane de bomboane și plăci de cofetărie
• Produse proaspete de panificație, cum ar fi croissante, brioșe și chifle
• Produse proaspete, cum ar fi castraveți, știuleți de porumb sau ciorchini de țelină
• Dispozitive medicale, seringi și pungi pentru echipamente sterile
• Batoane de săpun, produse cosmetice și articole de îngrijire personală
• Papetarie, pachete multiple și bunuri de consum la pachet

Considerații privind viteza, randamentul și eficiența

Ambele tipuri de mașini sunt capabile de un randament ridicat, dar profilurile lor de viteză diferă semnificativ în funcție de modul în care produsul este alimentat în sistem. Mașinile VFFS asociate cu o cântărire cu mai multe capete – un echipament care porționează automat produsul în funcție de greutate în tubul de formare – pot atinge un randament cu adevărat excepțional. O cântărire cu mai multe capete cu 14 sau 32 capete care alimentează o mașină VFFS poate produce saci precisi, cântăriți și sigilați la viteze care pur și simplu nu sunt realizabile cu încărcare manuală sau alimentată cu transportor.

Mașinile orizontale sunt limitate de cât de repede pot fi plasate produsele pe transportorul de alimentare și distanțate corect pentru ciclul de ambalare. Pentru multe aplicații, acest lucru este încă foarte rapid - mașinile moderne de ambalare în flux care rulează batoane de ciocolată pot depăși 1.000 de bari pe minut pe liniile de mare viteză - dar sistemul de alimentare trebuie proiectat exact pentru a se potrivi cu timpul de ciclu al mașinii. Orice întrerupere a fluxului de alimentare reduce imediat producția, făcând fiabilitatea manipulării produsului o considerație inginerească critică.

Atunci când evaluează eficiența, echipele de operațiuni ar trebui să ia în considerare și risipa de film, timpul de schimbare între SKU și cerințele de curățare. Aparatele VFFS care rulează pulberi sau produse umede pot necesita opriri mai frecvente de curățare. Mașinile orizontale cu variații mari de dimensiune a produsului între execuții pot necesita o schimbare mecanică mai lungă, deși modelele servo-acționate pot simplifica acest lucru în mod semnificativ.

Impactul asupra spațiului și amenajării instalației

Spațiul la podea din fabrică este o constrângere reală în majoritatea mediilor de producție, iar cele două tipuri de mașini folosesc spațiul foarte diferit. Mașinile verticale au o amprentă orizontală compactă - de obicei 1 până la 2 metri pătrați pentru mașina în sine - dar necesită o înălțime adecvată a tavanului, deoarece bobina de film, tubul de formare și buncărul se stivuiesc vertical. În instalațiile cu tavane joase, instalarea VFFS poate necesita modificări structurale sau configurații personalizate ale mașinii.

Mașinile orizontale se află de-a lungul podelei și necesită o rulare liniară mai lungă, adesea de 3 până la 6 metri sau mai mult, inclusiv transportorul de alimentare și secțiunea de ieșire. Ele sunt, în general, mai ușor de integrat în liniile de producție existente bazate pe benzi transportoare și nu necesită înălțimea tavanului dincolo de spațiul industrial standard. Pentru instalațiile deja organizate în jurul fluxurilor transportoare orizontale - comune în mediile alimentare proaspete, de panificație și farmaceutice - mașinile HFFS se integrează cu o întrerupere minimă a aspectului existent.

Analiza costurilor: prețul de achiziție față de costul total de proprietate

Mașinile de ambalare verticale de nivel de bază încep de la 15.000 USD până la 30.000 USD pentru modelele de bază, în timp ce mașinile VFFS de mare viteză servo-acționate cu automatizare completă și cântărire cu mai multe capete pot depăși 200.000 USD. Mașinile de ambalare cu flux orizontal variază, în mod similar, de la aproximativ 20.000 USD pentru modelele entry-level până la peste 300.000 USD pentru liniile farmaceutice de mare viteză sau alimente de precizie.

Cu toate acestea, prețul de cumpărare este doar o parte din imaginea financiară. Costul total de proprietate include consumul de film, disponibilitatea pieselor de schimb, forța de muncă de întreținere, consumul de energie și costul perioadei de nefuncționare. Mașinile VFFS tind să folosească filmul mai eficient pe pachet, deoarece punga este formată exact în jurul volumului de umplere. Mașinile orizontale pot folosi mai multă peliculă per pachet, în special pentru produse cu formă neregulată sau cu profil redus, unde ambalajul se extinde cu mult dincolo de marginile produsului.

Costurile de întreținere sunt în general similare între cele două tipuri, deși mașinile VFFS care procesează produse umede sau lipicioase pot implica costuri mai mari de curățare și de înlocuire a barei de etanșare. Mașinile orizontale cu mecanisme complexe de pliere sau pliere pot necesita tehnicieni mai calificați pentru configurare și întreținere. Atunci când calculează rentabilitatea investiției, producătorii ar trebui să modeleze aceste costuri operaționale pe un orizont de cinci ani, mai degrabă decât să compare doar prețurile mașinilor.

Industrii și aplicații în care fiecare mașină excelează

Înțelegerea industriilor care se bazează pe fiecare tip de mașină dezvăluie multe despre punctele lor tari practice în medii reale de producție.

Cetăți verticale pentru mașini

• Gustare: Aproape fiecare pungă de chipsuri, floricele de porumb sau amestecuri de trail este produsă pe o linie VFFS. Combinația de viteză și umplere gravitațională îl face standardul industriei.
• Cafea și ceai: Cafeaua măcinată, boabele întregi și ceaiul cu frunze vrac sunt porționate și sigilate în pungi de pernă sau pungi cu gusă la viteze mari la mașinile verticale.
• Alimente congelate: Legumele, fructele de mare și fructele IQF sunt turnate în funcție de greutate în pungi sigilate vertical, adesea direct de pe benzile transportoare ale congelatorului.
• Agricultura si feronerie: Semințele, granulele de îngrășământ și componentele mici vândute la greutate folosesc VFFS pentru viteză și precizie.

Cetăți orizontale pentru mașini

• Cofetarie: Batoanele de ciocolată, pachetele de biscuiți și produsele de bomboane sunt împachetate în flux la viteze extrem de mari, cu ambalaje strânse, de marcă.
• Brutărie: Ambalajele pentru chifle, produse de patiserie și sandvișuri se bazează pe ambalarea orizontală pentru a menține integritatea și prezentarea produsului.
• Produse farmaceutice: Blisterele, kiturile de dispozitive și pungile sterile sunt produse pe mașini orizontale cu design compatibil cu camerele curate.
• Produse proaspete: Legumele individuale, buchetele de ierburi și articolele de salată pre-porționate sunt împachetate orizontal pentru a menține atractivitatea pe raft.

Luarea deciziei finale

Cadrul de decizie este de fapt simplu odată ce ați adunat informațiile potrivite. Începeți cu produsul dvs.: dacă curge, se toarnă sau poate fi cântărit într-o pâlnie, o mașină verticală este aproape sigur punctul de plecare potrivit. Dacă trebuie să fie plasat, poziționat sau păstrat într-o anumită orientare, o mașină orizontală este alegerea logică. De acolo, evaluați debitul necesar, spațiul disponibil, bugetul și formatul de ambalare pe care îl așteptați clienții dvs.

De asemenea, merită să consultați mai mulți producători de mașini înainte de a vă angaja - mulți oferă teste folosind produsul dvs. real pentru a demonstra performanța în lumea reală. Pentru operațiunile care rulează diverse linii de produse, o abordare hibridă care utilizează ambele tipuri de mașini în diferite zone ale unității nu este neobișnuită. Scopul este întotdeauna să potriviți rezistențele mecanice ale mașinii cu realitatea fizică a produsului dvs., deoarece nicio cantitate de sofisticare tehnică nu compensează o nepotrivire fundamentală între designul mașinii și comportamentul produsului.