Машины для упаковки готовых пакетов представляют собой одно из наиболее значительных обновлений, доступных производителям продуктов питания, химикатов, кормов для домашних животных и потребительских товаров, стремящимся автоматизировать свои операции по вторичной упаковке. В отличие от формовочно-запечатывающих машин, которые создают пакеты из рулонного материала во время упаковочного цикла, машины для упаковки в готовые пакеты работают с предварительно изготовленными пакетами — стоячими пакетами, пакетами с плоским дном, пакетами с застежкой-молнией, пакетами с носиком и другими форматами — которые загружаются в магазин машины и автоматически открываются, заполняются и запечатываются на производственных скоростях, с которыми не могут справиться ручные или полуавтоматические упаковочные операции. Решение инвестировать в упаковочную машину для готовых пакетов и выбор правильной конфигурации машины для конкретного продукта и типа пакетов требует четкого понимания того, как работают эти машины, какие параметры производительности определяют их пригодность для конкретных применений, а также какие соображения по эксплуатации и техническому обслуживанию влияют на общую стоимость владения в течение срока службы машины.

Как работает машина для упаковки готовых пакетов

Машина для упаковки готовых пакетов работает через последовательный ряд станций, расположенных вокруг поворотного поворотного стола или в линейной конфигурации, причем каждая станция выполняет определенную функцию в цикле упаковки. Предварительно изготовленные мешки загружаются россыпью в магазин или отсек для хранения мешков в начале цикла. Механизм захвата пакетов — обычно система захвата вакуумных чашек — извлекает отдельные пакеты из магазина по одному и передает их на первую станцию ​​обработки.

На станции открывания вакуумные присоски прижимаются к обеим сторонам пакета возле верхнего края, а затем раздвигаются вбок, открывая горловину пакета на ширину, необходимую для наполнения. В случае сумок с застежкой-молнией отдельный механизм открытия молнии зацепляет застежку-молнию перед дальнейшим открытием сумки. Разбрасывающий механизм — обычно пара раздвижных пальцев или воздушных форсунок — входит в открытую горловину мешка и расширяет ее до максимального раскрытия, гарантируя, что продукт может быть введен чисто, без перемычек или рассыпаний по краям мешка. Затем заполненный пакет перемещается к одной или нескольким станциям запечатывания, где нагретые запечатывающие губки закрываются сверху пакета, применяя точную температуру, давление и время выдержки для создания герметичного термосваривания. Во многих конструкциях используется станция охлаждения, обеспечивающая затвердевание шва перед выпуском готовой упаковки на разгрузочный конвейер.

Дополнительные станции в цикле могут включать в себя кодирование даты (струйная, лазерная или горячая печать на поверхности пакета до или после наполнения), промывку азотом или газом (для упаковки в модифицированной атмосфере, которая продлевает срок хранения продукта), станции прижима застежек-молний (чтобы обеспечить полную герметичность застежек-молний после термосваривания), угловые насечки для облегчения открывания и системы визуального контроля, которые проверяют целостность уплотнения и качество печати перед выпуском. Количество станций в ротационной машине для изготовления готовых пакетов — обычно 6, 8, 10 или 12 станций — определяет максимальное количество дополнительных функций, которые можно включить при сохранении скорости производства машины.

Типы готовых пакетов, совместимых с этими машинами

Одним из наиболее важных факторов при выборе машины для упаковки готовых пакетов является подтверждение того, что система обработки пакетов машины разработана и сертифицирована для конкретного формата готовых пакетов, необходимого для презентации продукта и бренда. Различные форматы пакетов требуют принципиально разных подходов к открытию, наполнению и запечатыванию, и машина, оптимизированная для одного формата, может оказаться совершенно непригодной для другого без существенных изменений в инструментах или механических модификаций.

• Пакеты-стойки (Дойпак): Наиболее часто обрабатываемый формат на упаковочных машинах для готовых пакетов. Дно со складками позволяет наполненному пакету стоять вертикально на полках магазинов. Требования к машинам включают надежные системы открывания, которые могут надежно открывать относительно жесткую нижнюю складку и сохранять зазор в горловине мешка во время наполнения гранулированными или жидкими продуктами.
• Мешочки-стойки на молнии: Добавьте закрывающуюся застежку-молнию над областью наполнения. Машина должна включать в себя станцию ​​для расстегивания молнии с помощью механических пальцев или отделения молнии с помощью воздуха перед открытием пакета, а также станцию ​​для прижима молнии после запечатывания, чтобы гарантировать, что молния полностью закрыта и выровнена. Обработка формата «молния» снижает скорость машины на 10–20 % по сравнению с обычными стоячими пакетами.
• Пакеты с плоским дном (коробочные пакеты): Премиальный формат для розничной торговли с четырьмя герметичными краями и плоским основанием, обеспечивающим превосходную устойчивость упаковки и максимальную площадь показа на передней панели. Требуются специализированные системы захвата пакетов для работы с жесткой нижней панелью и более сложной геометрией отверстий.
• Плоские пакеты с трехсторонней запечаткой: Простые плоские пакеты, запечатанные с трех сторон и одна открытая сторона для наполнения. Используется для пакетиков, одноразовых пакетов и специальных продуктов питания. Как правило, это самый простой формат для машин по производству готовых пакетов из-за их простой геометрии и постоянного открывания.
• Мешочки с носиком: Пакеты с заранее прикрепленным носиком для упаковки жидкостей, соусов или напитков. Требуются специальные системы обработки, которые захватывают мешок за боковые стороны, а не за верхние края, а наполнение осуществляется через носик, а не через горловину мешка. Машины для упаковки в пакеты с носиком представляют собой специализированную разновидность готовых упаковщиков в пакеты с отдельными наполняющими клапанами и системами укупорки носика.

Ключевые технические характеристики для оценки

При оценке машин для упаковки готовых пакетов в соответствии с конкретными производственными требованиями следующие технические параметры в совокупности определяют, может ли машина соответствовать производительности, диапазону размеров пакетов, точности наполнения и гигиеническим требованиям конструкции.

Скорость производства требует тщательной интерпретации. Производители указывают максимальную скорость при идеальных условиях — обычно с легкими гранулированными продуктами, простыми стоячими пакетами и одной наполнительной головкой при оптимальном размере мешка машины. Реальные производственные скорости обычно составляют от 60 до 80 % от заявленного максимума для большинства продуктов с учетом времени, необходимого для наполнения более тяжелых или объемно сложных продуктов, работы с застежкой-молнией, циклов продувки газом и коротких пауз на каждой станции для времени контакта зажимов запечатывания. При расчете соответствия конкретной машины производственному заданию используйте 70 % указанной максимальной скорости в качестве реалистичной оценки эффективной производительности и подтвердите это у поставщика машины, используя ваш конкретный продукт, формат мешка и вес наполнения.

Варианты системы розлива и их пригодность для различных продуктов

Система наполнения, интегрированная с машиной для упаковки готовых пакетов, определяет точность наполнения, совместимость продукта и способность машины обрабатывать продукты со сложными физическими свойствами — высокая запыленность, хрупкие частицы, липкие или связные продукты, а также жидкости или полужидкости — все это требует специально разработанных механизмов наполнения.

Комбинация мультиголовочных дозаторов

Многоголовочный дозатор является наиболее распространенной системой наполнения в сочетании с упаковочными машинами для готовых пакетов для гранулированных, сыпучих или смешанных твердых продуктов, включая снеки, замороженные продукты, кондитерские изделия, корм для домашних животных и метизы. Весовой дозатор использует несколько весовых ведер с индивидуальным управлением — обычно 10, 14 или 16 головок — которые одновременно измеряют вес продукта в каждом ведре и выбирают комбинацию ведер, общий вес которых наиболее точно соответствует целевому весу наполнения. Этот комбинаторный подход к взвешиванию обеспечивает точность наполнения от ±0,5 до ±1% при производительности, с которой не могут сравниться одноголовочные или объемные системы наполнения. Мультиголовочные дозаторы особенно ценны для продуктов со значительными изменениями веса поштучно: 14-головочный дозатор, работающий на производственной скорости машины для изготовления готовых пакетов, выбирает оптимальную комбинацию весов из тысяч возможных комбинаций ведер в минуту, сохраняя среднее переполнение на минимальном уровне, необходимом для соответствия нормам веса нетто.

Шнековое наполнение порошками и мелкими гранулами

В шнековых наполнителях используется вращающийся шнек (шнек), вращающийся внутри цилиндра продукта, для подачи определенного объема порошка или мелкозернистого продукта в каждый мешок за цикл наполнения. Вес заполнения контролируется количеством оборотов шнека за цикл, которое калибруется по объемной плотности конкретного продукта. Шнековое заполнение подходит для сыпучих и слегка связных порошков, включая муку, специи, кофе, протеиновый порошок, моющие средства и сельскохозяйственные химикаты. Подавление пыли — либо за счет конструкции воронки для наполнения, зажима мешка во время наполнения, чтобы минимизировать утечку через горловину мешка, либо за счет системы мягкого воздушного потока, отводящей пыль от области уплотнения, — имеет решающее значение для порошков для поддержания целостности уплотнения и предотвращения загрязнения продукта поверхностей уплотняющих губок.

Системы наполнения жидкостью и пастой

Для жидких продуктов, соусов, пасты и жидких продуктов, расфасованных в стоячие пакеты или пакеты с носиком, в станцию наполнения машины для изготовления готовых пакетов интегрированы поршневые наполнители или наполнители с перистальтическим насосом. Поршневые наполнители всасывают определенный объем продукта в цилиндр на обратном ходу и распределяют его в мешок на такте наполнения — подходят для сыпучих и умеренно вязких жидкостей. Для густых паст, густых соусов или продуктов с частицами, взвешенными в жидкости, необходимы насосные системы с широкими путями прохождения продукта и возможностью CIP (очистки на месте) для поддержания гигиенической работы и облегчения переключения между различными продуктами без разборки. Наполнение жидкостью гибких пакетов требует тщательного расположения наполнительного сопла под горлышком мешка, чтобы предотвратить разбрызгивание, которое могло бы загрязнить область запечатывания и вызвать нарушение герметичности - наполнительное сопло, которое опускается в открытый пакет перед раздачей и втягивается на безопасную высоту перед запечатыванием, является стандартной конструктивной особенностью машин для производства готовых пакетов для жидких продуктов.

Время переналадки и гибкость для нескольких SKU

Для производителей, упаковывающих несколько продуктов в пакеты разных размеров, время, необходимое для смены упаковочной машины для готовых пакетов с одного формата пакетов на другой (время переналадки) является критическим эксплуатационным фактором, который напрямую влияет на экономическую целесообразность запуска коротких производственных партий и количество SKU, которыми можно практически управлять на одной машине. Переналадка машины для изготовления готовых пакетов обычно включает в себя регулировку ширины и глубины магазина мешков, изменение положения систем захвата мешков в соответствии с шириной нового мешка, регулировку размаха пальцев открывающей станции и расстояния между вакуумными чашками, изменение высоты наполнительного сопла для новой глубины мешка, регулировку положения запечатывающих губок и повторную калибровку любых систем кодирования даты или печати.

Современные машины для упаковки в готовые пакеты решают проблему времени переналадки с помощью нескольких инженерных подходов. В системах регулировки без инструментов используются маховики, индексированные фиксирующие рычаги и память сохраненных положений, а не гаечные ключи и запираемые крепежные детали, что позволяет операторам перемещать основные регулируемые компоненты без инструментов. Регулируемые системы с сервоприводом сохраняют рецепты положения в системе управления ПЛК — выбор сохраненного рецепта продукта автоматически переводит сервооси в правильные положения для данного формата пакетов, сокращая время поиска положения практически до нуля для привычных форматов пакетов. Лучшие в своем классе машины позволяют переключаться между размерами мешков менее чем за 20 минут при помощи обученных операторов; плохо спроектированные машины со множеством регулировок, требующих использования инструментов, могут требовать от 60 до 90 минут на смену формата, что делает частую смену SKU экономически нецелесообразной.

Гигиенические требования к проектированию для пищевой и фармацевтической промышленности

Для упаковочных машин для готовых пакетов, используемых в упаковке продуктов питания, напитков и фармацевтических препаратов, гигиенический дизайн конструкции машины является непреложным требованием, которое влияет как на соответствие нормативным требованиям, так и на практическую простоту очистки между выпусками продукции. Ключевые принципы гигиенического проектирования, которые должны быть подтверждены перед покупкой, включают в себя конструкцию из нержавеющей стали для всех поверхностей, контактирующих с продуктом и в зоне брызг (обычно класс 304 или 316), гладкие внешние поверхности без щелей, резьбы или горизонтальных выступов, которые задерживают остатки продукта, наклонные или дренируемые горизонтальные поверхности в рабочей зоне, а также электрические компоненты со степенью защиты IP65 или IP66, которые позволяют проводить промывку без риска повреждения электрическим током.

Для чувствительных к аллергенам пищевых продуктов или фармацевтической упаковки, где необходимо предотвратить перекрестное загрязнение между продуктами, возможность CIP (очистка на месте) на пути контакта с продуктом, включая наполнительные сопла, бункеры для продукта и передаточные трубы, устраняет необходимость ручной разборки для очистки, сокращая как время очистки, так и риск неполной очистки с пропущенных поверхностей, контактирующих с продуктом. Подтвердите, может ли производитель оборудования предоставить стороннюю сертификацию гигиенической конструкции (EHEDG, NSF или 3-A), если этого требует система качества производственного предприятия или требования аудита клиента.

Оценка совокупной стоимости владения помимо покупной цены

Стоимость покупки машины для упаковки готовых пакетов составляет лишь часть общей стоимости владения в течение 10–15 лет эксплуатации. Следующие факторы стоимости должны быть оценены количественно наряду с капитальными затратами при сравнении машин от разных поставщиков в разных ценовых категориях.

• Процент отклонения сумок: Каждый бракованный пакет — будь то из-за неудавшейся запайки, неправильного совмещения печати, неправильного веса наполнения или неудачного открытия пакета — представляет собой потраченный впустую продукт, использованный упаковочный материал и потраченное машинное время. Запросите у поставщика данные о проценте бракованных пакетов в условиях, характерных для вашего продукта и формата пакетов, и рассчитайте ежегодную стоимость брака при вашем объеме производства. Повышение уровня брака на 1% на машине со скоростью 60 пакетов в минуту, работающей в две смены, может привести к ежегодной экономии в десятки тысяч долларов.
• Стоимость и наличие запчастей: Вакуумные присоски, вставки уплотнительных губок, уплотнительные кольца и пальцы захвата являются расходными компонентами с определенными интервалами замены. Перед покупкой запросите список расходных деталей и цены, а также убедитесь, что детали могут быть получены от нескольких поставщиков или хранятся на складах местных дистрибьюторов, чтобы избежать простоев производства из-за времени поставки запчастей.
• Потребление энергии: Нагрев запечатывающей щеки, работа вакуумной системы и потребление сжатого воздуха для открытия мешков и обработки продукта — все это увеличивает эксплуатационные расходы. Запросите спецификации потребления энергии и сжатого воздуха и рассчитайте годовые затраты на коммунальные услуги в соответствии с вашим производственным графиком. Машины с системами обработки мешков с сервоприводом, а не с пневматическим приводом, как правило, потребляют значительно меньше сжатого воздуха — стоимость, которая часто недооценивается при первоначальном сравнении машин.
• Послепродажная поддержка и обучение: Технически исправная машина, управляемая недостаточно обученным персоналом, постоянно не соответствует своим техническим характеристикам. Подтвердите, что поставщик оборудования обеспечивает комплексный ввод в эксплуатацию на месте и обучение операторов в рамках контракта на покупку, а также оцените возможности технической поддержки поставщика — время реагирования, возможность удаленной диагностики и доступность местного сервисного инженера — прежде чем совершать покупку, особенно для машин, предназначенных для объектов, удаленных от сервисной базы поставщика.

Машина для упаковки в готовые пакеты — это долгосрочные инвестиции в производственную инфраструктуру, отдача от которых достигается за годы стабильной и высокоскоростной работы. Подход к составлению спецификации, оценке поставщика и процессу ввода в эксплуатацию с технической глубиной и эксплуатационной дисциплиной, которых заслуживает данное решение, последовательно приводит к созданию установок, которые обеспечивают свой потенциал производительности, качества и эффективности, в то время как те, кто спешил с закупками только по цене, часто приводят к затратам на замену и доработку, которые подрывают экономику первоначального решения в течение первых двух лет производства.