Выбирайте ВФФС-машину, исходя из продукта: сначала зафиксируйте продукт, систему дозирования, упаковку и реальную часовую производительность, и пусть эти четыре параметра определяют машину, привод и поставщика. Большинство неудачных покупок, которые мы видим, происходили наоборот — машина выбиралась по номинальной скорости и цене, а затем продукт принудительно подгонялся под неё. Четырнадцать проверок ниже расположены в том порядке, в котором мы используем их при проектировании вертикальной упаковочной машины в линию заказчика.
Продукт определяет систему дозирования, а система дозирования определяет больше параметров машины, чем что-либо другое в этом списке — рама, формовочная труба, верхний предел скорости и режим очистки — всё следует из неё.
| Тип продукта | Типичная система дозирования |
|---|---|
| Чипсы, закуски, конфеты | Многоголовочный дозатор |
| Рис, бобы, орехи | Многоголовочный или линейный весовой дозатор |
| Мука, сухое молоко, специи | Шнековый дозатор |
| Сахар, соль, гранулы | Объёмный стаканный или весовой дозатор |
| Соусы и жидкости | Насосный или поршневой дозатор |
| Замороженные овощи | Многоголовочный дозатор |
| Винты и метизы | Счётная или весовая система |
Важно то, как продукт ведёт себя в бункере, а не то, как он называется: свободно ли он сыплется или образует своды, пылит ли он, ломаются ли куски, является ли жидкость тонкой или удерживает воздух. Два продукта с одним названием — гранулированный сахар и сахарная пудра — попадают на разные дозаторы. Возьмите образец в испытательный цех поставщика, прежде чем что-либо будет оценено; таблица — это отправная точка, а не спецификация.
Размер пакета следует из объёма наполнения — массы на этикетке при насыпной плотности упакованного продукта плюс свободное пространство для верхнего шва — и он фиксирует два параметра машины: формовочную трубу и максимальную ширину плёнки.
Ширина плёнки примерно равна удвоенной ширине готового пакета плюс нахлёст заднего шва, поэтому верхний предел ширины плёнки машины ограничивает пакет, который она может изготовить: машина, формирующая пакеты шириной до 150 мм, принимает плёнку до 320 мм, например. Длина пакета ограничена ходом протяжки, а более длинный пакет стоит времени цикла, поэтому самый длинный пакет, который вы запускаете, задаёт вашу скорость, а не самый короткий.
Исходите из самого большого и самого маленького пакета, которые вы будете реально запускать, с размерами по насыпной плотности каждого продукта, а не по его весу — 100 г чипсов требует гораздо большего пакета, чем 100 г риса. Этот диапазон определяет, сколько комплектов формовочных труб вы покупаете и покрывает ли одна машина его вообще.
Выбирайте самый простой стиль пакета, который примут продукт и полка, — пакет-подушка, если только что-то не вынуждает иначе, — потому что каждая добавленная функция добавляет формовщик, губки или станцию, и каждая из них стоит времени цикла и деталей для переналадки.
Фальцы позволяют более тяжёлому пакету стоять и штабелироваться, ценой формовщиков фальцев и большего количества плёнки на пакет. Пакеты с четырёхшовным дном и блок-дном дают присутствие на полке, которого ожидают покупатели кофе и кормов для домашних животных, но требуют губок для угловых швов, которые замедляют цикл. Молнии и фасонные пакеты можно делать на ВФФС, но если розничная презентация — причина, по которой вы их хотите, машина для готовых пакетов делает лучший пакет и оставляет ВФФС делать то, в чём она быстра.
Требуемая скорость — это пакеты, которые вы должны изготовить за смену, разделённые на минуты, в течение которых линия укомплектована персоналом, и снова разделённые на плановый OEE — и для первой машины этот OEE должен быть около 60%, а не 85%, продаваемый как мирового класса.
Требуемая номинальная скорость (пакетов/мин) = пакетов за смену ÷ (минут смены × плановый OEE)
Номинальная скорость в техническом описании — это показатель сухого цикла на коротком пакете-подушке. Ваш верхний предел — это самый медленный из трёх часов: цикл дозирования дозатора, протяжка плёнки для вашей длины пакета и время выдержки шва, необходимое вашей плёнке — и длинный пакет, пылящий порошок, который должен осесть перед закрытием губок, или толстый ламинат — каждый из них снизит её. Получите от поставщика скорость для вашего пакета и вашего продукта в письменном виде до подписания.
Система дозирования должна выдерживать допустимое отклонение наполнения по закону для вашего размера упаковки, на вашем продукте, при линейной скорости — это тест, а не точность, напечатанная в каталоге дозатора.
В ЕС, Директива 76/211/EEC требует, чтобы среднее наполнение было на уровне этикетки или выше, и устанавливает допустимую отрицательную ошибку по диапазонам — 4,5% от номинала для упаковки 100–200 г — при этом ни одна упаковка не может недобирать более чем вдвое больше. Каждый грамм, наполненный выше этикетки, — это раздача, поэтому точность дозатора — это текущая стоимость, а не приятная деталь в спецификации.
Многоголовочный весовой дозатор удерживает точную цель, потому что он дозирует из множества бункеров и каждый цикл выбирает комбинацию, сумма которой ближе всего к цели сверху — никогда не ниже неё. Загвоздка в том, что целевые веса бункеров всё ещё устанавливаются методом проб и ошибок на производстве, поэтому точность, которую вы получаете, — это точность настройки; настаивайте на испытании с вашим продуктом и измеренной цифрой раздачи по его результатам.
Шнеки дозируют объём, поэтому их точность настолько хороша, насколько постоянна насыпная плотность вашего порошка — порошок, который аэрируется в бункере или уплотняется под собственным весом, дрейфует в течение смены. Объёмные стаканы подходят для гранул, которые текут одинаково каждый раз, и ни для чего другого. Для жидкостей переменными являются вязкость и захваченный воздух, которые определяют выбор между насосом и поршнем.
Подтвердите, что машина запечатывает вашу фактическую структуру плёнки на вашей целевой скорости, на рулоне от вашего поставщика плёнки — слой герметизации, а не базовая плёнка, — это то, с чем должны работать губки, и список совместимых типов плёнок в техническом описании этого не доказывает.
Плёнка ведёт себя по-разному на каждой станции. На формовочном воротнике жёсткий ламинат идёт чисто, в то время как мягкий мономатериальный полиэтилен растягивается и блуждает; на губках температурное окно слоя герметизации задаёт время выдержки, а время выдержки задаёт вашу скорость. Затем продукт попадает на нижний шов, пока он ещё горячий — эта прочность горячего схватывания, измеряемая по ASTM F1921, — это показатель плёнки, который наиболее важен на ВФФС, поэтому запросите его у вашего поставщика плёнки.
Если вы ожидаете перейти на перерабатываемые мономатериальные или бумажные плёнки в течение срока службы машины, укажите их сейчас: их окна герметизации уже, и машина, которая точно удерживает температуру и давление губок, — это разница между их запуском и их выбраковкой.
Оценивайте систему запечатывания по тому, насколько точно она поддерживает температуру, давление и время выдержки — три переменные, которые создают или разрушают шов, — а также по тому, подходит ли тип губок для вашей пленки и продукта.
Губки с постоянным нагревом подходят для большинства ламинатов и наиболее просты в эксплуатации. Импульсная сварка подходит для тонких пленок и мономатериалов с узкими температурными окнами, поскольку пленка зажимается и охлаждается перед отпуском. Ультразвуковые губки запечатывают через легкое загрязнение продукта и не передают тепло продукту, поэтому они используются на линиях для шоколада и семян. Какой бы вариант вы ни выбрали, управление должно отображать и поддерживать заданную температуру для каждой губки и позволять изменять давление и время выдержки без инструментов.
Самый дорогостоящий сбой — попадание продукта в шов: пыль от порошка или случайный кусочек между губками. Обратите внимание на то, что машина делает с этим — стриппер или щетка на губках, задержка осадки, отсос пыли на трубе — а не предполагайте, что шов справится сам.
Покупайте сервоприводную машину, если она будет работать с более чем одним размером пакета, более чем одним продуктом или более чем в одну смену; пневматическая машина оправдывает свою более низкую цену только при работе с одним продуктом, при легкой нагрузке, когда ничего не меняется.
На сервоприводной машине протяжка пленки, движение губок и давление запечатывания задаются числами в рецепте, поэтому каждый размер пакета загружается одинаково каждый раз, и шов на десятитысячном пакете такой же, как на первом. На пневматической машине те же движения выполняются цилиндрами, чье усилие и время дрейфуют в зависимости от давления воздуха и износа уплотнений цилиндров, и каждая настройка — это остановка, регулятор или гаечный ключ.
Эксплуатационные расходы — та часть, которую покупатели пропускают. Согласно справочнику по сжатому воздуху Министерства энергетики США , общая эффективность сжатого воздуха составляет от 10 до 15 процентов. Пневматическая ВФФС-машина дешева в счете и дорога в счете за электроэнергию.
Честный подход к переналадке — от последнего хорошего пакета одного размера до первого хорошего пакета следующего, на площадке поставщика, с вашими собственными размерами — и считайте заменённые детали, потому что каждая из них — это запасная часть, которую вы купите, будете хранить и в итоге потеряете.
На ВФУС (вертикальной фасовочно-упаковочной машине) главный элемент — это формовочная труба и воротник, которые меняются в зависимости от ширины пакета и должны быть выровнены по пути плёнки и челюстям; ищите безинструментальный монтаж и комплектный набор на тележке. Далее следуют рулон плёнки, профиль челюстей и контактные детали дозатора, а на сервомашине остальное — это вызов рецепта из памяти. Если вы работаете с несколькими размерами в день, время переналадки — это более значимый рычаг для реальной производительности, чем несколько дополнительных пакетов в минуту номинальной скорости.
Согласуйте конструкцию машины с тем, как завод будет её очищать — нержавеющая сталь с защитой от мойки и герметичная электрика там, где регулярно используются шланги и очистка от аллергенов, пыленепроницаемые корпуса и электрика с защитой от пыли для мелких порошков, окрашенная сталь только там, где машина никогда не увидит воды.
Степени защиты требуют внимательного чтения. IP69K, степень защиты от высокого давления паровой струи, указанная в каждом паспорте для мойки, происходит из ISO 20653, стандарта для дорожных транспортных средств, а не IEC 60529; лист, в котором указано “IP69K по IEC 60529”, цитируется неверно, поэтому уточните, по какому стандарту фактически проводились испытания.
Для рамы и контактных деталей нержавеющая сталь 304 остаётся инертной в большинстве пищевых сред и выдерживает сильные моющие средства, поэтому она является стандартом по умолчанию. Указывайте 316 там, где продукт или чистящая химия содержат много хлоридов: солёные закуски, продукты в рассоле, хлорированные дезинфицирующие средства.
Мелкие органические порошки меняют электрические характеристики. Мука, крахмал и зерновая пыль классифицируются как горючая пыль, и корпуса и двигатели на машине, упаковывающей их, должны иметь рейтинг для этой классификации — вопрос зонирования завода, который нужно решить с вашим инженером по безопасности до того, как машина будет оценена, потому что это нельзя дёшево модернизировать. Для открытых влажных зон с продуктами питания уточните у поставщика, по каким гигиеническим проектным рекомендациям EHEDG была спроектирована машина.
Проверьте стыковки до машины: как продукт поступает к весам, как цикл сброса весов соответствует циклу пакета, как готовый пакет падает на отводящий конвейер, и говорит ли контроллер на стандартном языке, который использует остальной цех.
Выше по потоку весы, испытывающие голод из-за нестабильной подачи, теряют больше производительности, чем любой параметр машины, поэтому элеватор или вибрационный питатель — это часть покупки, а не запоздалая мысль. Ниже по потоку высота падения пакета и его ориентация определяют, видят ли контрольные весы и металлодетектор по одному пакету за раз, и может ли упаковщик в коробки или картонажная машина за ними принимать пакеты, с которыми они могут справиться. Высоты конвейеров и проводка сигнала отбраковки между станциями — это детали, которые задерживают пусконаладку.
Со стороны управления уточните, реализует ли машина PackML — модель состояний OMAC, опубликованную как ISA-TR88.00.02-2022 — и какую полевую шину она использует. Машина с PackML представляет те же рабочие состояния и сообщает данные машины в той же форме, что и другие машины с PackML на площадке, поэтому управление линией, отчётность OEE и обучение операторов не нужно перестраивать для каждого поставщика.
Оценивайте обслуживание, перечисляя, что изнашивается — поверхности челюстей и нагревательные картриджи, ремни привода плёнки, нож для резки, кромка формовочной трубы — и проверяя, как к каждой детали добраться, сколько времени занимает замена и у кого хранится запасная часть.
Попросите показать замену челюстей и замену ремня на демонстрационной машине, с замером времени, выполненную оператором, а не техником поставщика. Затем запросите рекомендуемый список запасных частей со сроками поставки и уточните, являются ли уплотнительные и приводные компоненты стандартными промышленными деталями или собственностью производителя.
Совокупная стоимость владения — это то, что машина потребляет во время работы — продукт, плёнка, энергия, труд и потерянная производительность — и на линии, работающей в несколько смен, эти затраты затмевают закупочную цену, поэтому более дешёвая машина, которая теряет больше продукта или имеет более низкий OEE, обходится дороже за свой срок службы, чем сэкономила на счёте.
Оцените каждый компонент по вашим собственным данным, используя цифры поставщика из испытаний:
Проведите сравнение за ожидаемый срок службы машины, а не за период окупаемости, который указывает поставщик.
Оценивайте поставщика по вещам, которые можно проверить: испытание на вашем продукте и плёнке с письменными результатами, машина, построенная по стандарту безопасности рынка, на котором она будет работать, и сервис и запасные части, доступные, когда ваша линия остановлена.
Для США эталоном безопасности является ANSI/PMMI B155.1-2023, стандарт оценки рисков, который чётко определяет, что обязан поставщик и что обязан пользователь. В ЕС EN 415-10:2014 охватывает упаковочные машины.
Более важная дата ЕС — 20 января 2027 года, когда Регламент (ЕС) 2023/1230 отменяет Директиву 2006/42/ЕС. Машина, размещённая на рынке ЕС с этого дня, должна соответствовать Регламенту, поэтому уточните, по какому документу строится файл CE.
Если ВФУС — одна из нескольких станций, поставщик, который берёт на себя ответственность за всю линию — согласование производительности, высоты конвейеров, проводку стыковки — стоит больше, чем тот, кто предлагает самую дешёвую машину. Попросите эталонный завод, работающий с вашим классом продукта, и пойдите посмотрите на него в течение часа.
Выбор машины ВФУС — это последовательность, и порядок имеет значение: продукт определяет дозатор, дозатор и пакет определяют машину, реальная производительность определяет привод и класс скорости, а завод определяет конструкцию. Проведите четырнадцать проверок в этом порядке, и короткий список в основном составится сам.
Две вещи стоит требовать от каждого поставщика. Прогоните ваш продукт на вашей плёнке на их площадке и получите скорость, потери и результаты герметизации в письменном виде; и относитесь к номинальной скорости из технического паспорта как к потолку, которого вы не будете касаться, планируя примерно на 60% от неё, пока ваша собственная линия не докажет обратное.
