Упаковочное оборудование выпускается в шестнадцати рабочих типах, и каждый из них выполняет одну из трёх задач: помещает продукт в его первичную упаковку, закрывает и маркирует эту упаковку или собирает готовые упаковки в картонные коробки, ящики и паллеты.
Большинству линий нужно лишь несколько из них. Форма продукта — сыпучий ли он, плоский или требует удаления воздуха — определяет выбор основной машины; розничная упаковка решает, нужен ли за ней картонатор; спецификация ящиков и паллет задаёт конец линии. Сначала выбирайте основную машину, а остальное последует из этого.
Основные типы упаковочного оборудования — это шестнадцать позиций из таблицы: шесть, которые создают или заполняют первичную упаковку, четыре, которые её закрывают и маркируют, и шесть, которые помещают её в картонные коробки, ящики и паллеты. Воспринимайте колонку применений как отправную точку, а не границу — горизонтальная упаковочная машина, которая пакует печенье, так же упаковывает комплект метизов в пакете.
| Тип упаковочной машины | Основная функция | Типичные области применения |
|---|---|---|
| Фасовочные машины | Отмеривают и дозируют продукты в контейнеры | Жидкости, порошки, гранулы, кремы, таблетки |
| Машины типа «формование-наполнение-запечатывание» | Формируют упаковку, наполняют её и запечатывают автоматически | Закуски, кофе, порошки, соусы |
| Горизонтальные упаковочные машины (flow wrapping) | Заворачивают отдельные продукты в гибкую плёнку | Шоколадные батончики, печенье, хлебобулочные изделия, метизы |
| Машины для упаковки в пакеты (pouch) | Наполняют и запечатывают готовые или сформированные пакеты | Жевательные конфеты, корм для животных, кофе, замороженные продукты |
| Вакуумные упаковочные машины | Удаляют воздух перед запечатыванием | Мясо, морепродукты, сыр, готовые блюда |
| Машины для запечатывания лотков | Запечатывают плёнку поверх лотков | Мясо, готовые блюда, фрукты, овощи |
| Термоусадочные упаковочные машины | Наносят термоусадочную плёнку вокруг продуктов | Бутылки, коробки, мультипаки |
| Картонажные машины | Помещают продукты в складывающиеся картонные коробки | Фармацевтика, косметика, пищевые продукты |
| Машины для укладки в ящики | Загружают упакованные продукты в транспортные ящики | Бутылки, картонные коробки, пакеты |
| Запечатывающие машины | Закрывают мешки, контейнеры, картонные коробки или пакеты | Почти все отрасли упаковки |
| Укупорочные машины | Наносят и затягивают крышки или укупорочные средства | Бутылки, банки, фармацевтика |
| Этикетировочные машины | Наносят этикетки на упаковки | Бутылки, банки, картонные коробки, пакеты |
| Машины для кодирования и маркировки | Печатают даты, номера партий, штрих-коды и т. д. | Пищевые, фармацевтические, промышленные продукты |
| Обвязочные машины | Закрепляют картонные коробки или грузы с помощью ремней | Складское хозяйство и транспортировка |
| Паллетайзеры | Укладывают ящики или мешки на паллеты | Линии с высоким объёмом производства |
| Стретч-обмоточные машины | Обматывают паллетные грузы стретч-плёнкой | Логистика и складирование |
Фасовочная машина отмеряет одну дозу продукта и помещает её в уже существующую тару: бутылку, банку, контейнер, лоток или пакет, который удерживает открытым другая машина. На самом деле вы выбираете дозирующую головку, а её выбирает характер текучести продукта — шнек для порошков, объёмный стакан для сыпучих гранул, мультиголовочный весовой дозатор для кусков неправильной формы, поршень или насос для жидкостей и паст.
На жёсткой таре фасовщик — это отдельная машина на конвейерной линии. На гибкой упаковке — почти никогда: та же дозирующая головка установлена сверху на ВФУП, стик-пак или пакетной машине и сбрасывает продукт в пакет по мере его формирования. Поэтому при расчёте линии фасовки в мешки под “фасовщиком” понимают дозирующую систему на упаковочной машине, и именно её точность определяет величину ваших потерь продукта.
Вертикальная фасовочно-упаковочная машина (ВФУП) изготавливает пакет из рулона плёнки, наполняет его сверху и запечатывает — всё в одной вертикальной колонне. Это стандартное решение для всего, что можно насыпать: закуски, гранулы, порошки, замороженные куски и жидкости. Плёнка оборачивается вокруг формовочного воротника в трубку, вертикальный шов закрывает заднюю часть, пара губок запечатывает дно, доза падает внутрь, и те же губки закрывают верх и отрезают пакет.
Выбирайте её, когда продукт может падать через трубу. Она даёт самую низкую стоимость плёнки на пакет, небольшую занимаемую площадь и одну дозирующую головку, закреплённую сверху. Наши вертикальные упаковочные машины для гранул и порошков вертикальные упаковочные машины выдают 20–100 пакетов/мин, а версия для жидкостей — 20–90; количество зависит от длины пакета, потому что каждый цикл протягивает одну полную длину пакета плёнки.
Её ограничения — форма пакета и форма продукта. Она хорошо делает пакеты типа «подушка» и с боковыми фальцами, а также четырёхшовные пакеты с соответствующим формовочным комплектом, но ничего с презентабельностью на полке, как у пакета-саше с дном. Всё, что не падает чисто — плоское, хрупкое, липкое — это задача горизонтальной упаковочной машины или пакетной машины. Стик-пак и многодорожечные саше-машины — это ВФУП на узких дорожках: та же трубка, те же губки, несколько пакетов за цикл.
Горизонтальная фасовочно-упаковочная машина (ГФУП) формирует пакеты из рулонной плёнки, пока полотно движется горизонтально через машину: плёнка складывается вдоль, боковые швы превращают её в ряд пакетов с открытым верхом, каждый пакет наполняется через открытое горлышко, а верхний шов закрывает его до того, как резак отделяет пакет. Так из рулонного материала делают пакеты-саше с дном и пакеты с зип-замком, а не покупают готовыми.
Она находится между ВФУП и машиной для готовых пакетов. Пакет может иметь боковой фальц и зип-замок, сформированные на машине, поэтому он выглядит как готовый пакет, но плёнка закупается в рулонах и стоит гораздо меньше за пакет, чем пакеты, изготовленные конвертером. Наполнение через открытое горлышко также снимает ограничение ВФУП: куски, пасты и жидкости загружаются без необходимости падать через трубу.
Его стоимость — в формовочной секции. Плуги, фальцовщики и запаечные планки настроены на один формат пакета, поэтому смена формата — это смена оснастки, и машина окупает свою цену только на объёмах, которые поддерживают несколько форматов в работе. Много SKU при коротких сериях — это задача машины для готовых пакетов; один формат при большом объёме — задача ГФУП.
Горизонтальная упаковочная машина (flow wrapper) оборачивает один твёрдый предмет — батончик, печенье, лоток, пакет с комплектом деталей — в трубку из плёнки, формируемую вокруг продукта по мере его движения, с продольным швом внахлёст и поперечными швами с каждого конца. Продукт движется по толкательному питателю, плёнка подаётся сверху из рулона, формовочная коробка закрывает её в трубку вокруг продукта, диски для продольного шва запечатывают трубку, а роторные губки-кримперы запечатывают и разрезают между продуктами.
Это самая быстрая первичная машина в этом списке, потому что продукт никогда не останавливается: каждый оборот кримпера выдаёт упаковку. Число зависит от того, что продукт делает на питателе. Наши горизонтальные упаковочные машины для мелких изделий горизонтальные упаковочные машины выдают до 230 упаковок/мин на мелких плоских продуктах; та же архитектура, построенная для печенья на ребре, выдаёт 150, потому что продукт на ребре выше и менее стабилен, и его нужно проталкивать через формовочную коробку, а не толкать.
Её ограничения — продукт и упаковка. Продукт должен быть достаточно твёрдым, чтобы его можно было толкать, и достаточно сухим, чтобы не пачкать плёнку — рыхлый, влажный или липкий продукт — это задача ВФУП или пакетной машины. Упаковка — это пакет типа «подушка» с продольным швом внахлёст: нет дна для установки, и повторная застёжка возможна только если плёнка уже поставляется с нанесённым зип-замком.
A машина для готовых пакетов берёт готовые пакеты из магазина — стоячие, с застёжкой-молнией, с носиком, фигурные — раскрывает каждый, наполняет его и запечатывает, и она делает лучший пакет в этом списке на самой низкой скорости. На роторной машине пакет проходит через кольцо станций: захваты вытягивают его из магазина, вакуумные присоски и струя воздуха раскрывают горловину, доза опускается внутрь, горловина растягивается в плоскость, нагревательные планки запечатывают её, а охлаждающая планка фиксирует шов.
Скорость зависит от механизма. Каждый пакет обрабатывается как отдельный объект на каждой станции, поэтому восьмистанционная роторная машина для упаковки в готовые пакеты машина для упаковки в готовые пакеты выдаёт 20–55 пакетов/мин на меньшем из наших двух размеров и 10–45 на большем.
По сравнению с нашей собственной горизонтальной упаковочной машиной на до 230 пакетов/мин и ВФУП на до 100, машина для готовых пакетов — это нижний предел производительности первичной упаковки: качество её пакета покупается у конвертера пакетов, а не создаётся на скорости. Все эти значения — максимальные для каждого продукта на соответствующей машине, а не скорости, которые линия выдерживает в течение смены.
Выбирайте её, когда важна презентация на полке и серии короткие. Смена размера пакета означает перемещение ширины захватов и направляющих станций, а не замену формовочной оснастки, поэтому много SKU на одной машине — это то, для чего она создана. Стоимость — сам пакет: самая дорогая гибкая упаковка за единицу — и предел того, сколько вы можете наполнить за смену.
Вакуумная упаковочная машина удаляет воздух из упаковки перед запечатыванием, поэтому пленка облегает продукт, и внутри не остается кислорода, который мог бы его испортить — это стандарт для свежего и вяленого мяса, рыбы, сыра и готовых блюд, которые будут храниться в охлажденном виде. Задача машины — цикл давления: заключить открытый пакет в камеру, откачать воздух, запечатать, выпустить воздух.
Три варианта исполнения отличаются тем, где происходит этот цикл. Камерная машина помещает весь пакет под крышку — ручная загрузка, периодический режим, начальный уровень, и она по-прежнему остается правильным инструментом для многих размеров при малых объемах. Машина с соплом вводит зонд в горловину пакета для пакетов, слишком больших для любой камеры. Линейная машина встраивает этап вакуумирования в саму машину для пакетов: наши вакуумные машины для готовых пакетов заполняют и откачивают воздух на роторной установке, поэтому вакуумная упаковка выполняется в темпе линии, а не в темпе рабочего стола.
Ограничения связаны с продуктом. Глубокий вакуум сдавливает все мягкое и продавливает кости и острые края через пленку, поэтому для таких продуктов используются защита для костей, более тяжелая пленка или газовая среда вместо полного вакуума — это упаковку с модифицированной атмосферой, тот же цикл с обратной закачкой газа перед запечатыванием.
Трейсилер герметично приваривает пленку для крышки к предварительно сформированному лотку и за тот же ход обычно заменяет воздух внутри на газовую смесь или откачивает его для скин-упаковки — это машина, стоящая за охлажденным мясом, готовыми блюдами и нарезанной продукцией на полке супермаркета. Лотки подаются в инструмент, пленка протягивается, инструмент закрывается для запечатывания и обрезки крышки по фланцу лотка, и запечатанные лотки выходят на выходном конвейере.
Выбирайте ее, когда продукту нужен жесткий лоток — порционированный, уложенный в короб, представленный лицевой стороной вверх — и контролируемая атмосфера для достижения срока годности. Она выпускается как полуавтоматическая настольная машина, которую оператор загружает вручную, и как линейная машина, питаемая от денesterа и конвейера подачи.
Ее ограничение — инструмент. Каждый размер лотка требует своего запечатывающего инструмента, поэтому каждый новый размер лотка — это затраты на оснастку и переналадка, а производительность — это количество лотков за ход, умноженное на количество ходов в минуту — более широкий инструмент дает больше лотков за цикл, а не более быстрый цикл.
Термоусадочная упаковочная машина помещает свободный конверт из термоусадочной пленки вокруг продукта или группы продуктов, затем пропускает его через термоусадочный туннель, где пленка плотно обтягивает форму. Это самый дешевый способ скрепить мультиупаковку и обычный способ группировки бутылок, банок и коробочных товаров на пути к ящику или паллету.
Два семейства покрывают большинство производств. L-образный запайщик с туннелем полностью герметизирует отдельные предметы — коробки, лотки, печатные упаковки — по одному за цикл. Оберточная машина с рукавом проталкивает группу бутылок или банок через завесу пленки, создавая открытый рукав, обычно на лотке или подложке; это устройство для группировки на линиях напитков и консервов.
Ее ограничения — это то, чем упаковка не является. Термоусадочная пленка удерживает и демонстрирует; она не является барьером и не сохраняет продукт. А туннель нагревает все, что через него проходит, поэтому термочувствительные продукты и пленка с плохим балансом усадки выходят с морщинистыми концами и неравномерным натяжением.
Картонирующая машина поднимает складывающуюся коробку из плоской заготовки, помещает продукт внутрь и закрывает её с помощью клапанов или горячего клея. Ключевое различие — направление загрузки: горизонтальный картонатор вталкивает продукт сбоку в открытую коробку — блистеры, саше, тюбики, батончики, всё плоское — тогда как вертикальный картонатор опускает его сверху, что подходит для пакетов, мешков и штучных товаров.
Выбирайте его, когда первичная упаковка требует розничной коробки вокруг неё. Фармацевтические блистеры и косметика — классический случай, и продукты питания следуют тому же правилу: стик-пакет в печатной коробке — это товар на полке, стик-пакет сам по себе — нет. На линии саше или стик-пакетов картонирующая машина обычно является второй купленной машиной, с устройством подсчёта и комплектования между ней и упаковщиком.
Ограничение — это заготовка коробки. Картон, который слишком лёгкий, плохо бигованный или хранился во влажном состоянии, не будет чисто подниматься, и картонатор, который держит свою производительность на хороших заготовках, останавливается каждые несколько коробок на плохих. Переналадка — магазин заготовок, продуктовая кассета, станция закрытия — также занимает больше времени, чем на любой первичной машине, поэтому количество SKU определяет, сколько от производительности картонатора вы сохраните.
Машина для укладки в ящики загружает готовые розничные упаковки — пакеты, коробки, бутылки, лотки — в транспортный ящик, и большинство конструкций поднимают ящик спереди и запечатывают его сзади. Это первая машина конца линии, которую покупают большинство заводов, потому что ручная укладка в ящики — это место, где накапливается труд, как только первичная машина обгоняет людей, упаковывающих за ней.
Стиль загрузки следует за упаковкой. Загрузка сбросом позволяет пакетам и мешкам падать в короб под комплектовкой — простейшая конструкция и правильная для гибких упаковок. Боковая загрузка проталкивает скомплектованный блок картонных коробок или лотков горизонтально. Захват-и-укладка с помощью дельта- или шарнирного робота обрабатывает рисунки и смешанные упаковки, а обёрточный упаковщик оборачивает заготовку вокруг скомплектованной группы вместо загрузки в собранный короб — самый плотный короб, без необходимости в сборщике коробов.
Что ограничивает машину для упаковки коробок в ящики — это комплектование перед ней. Пакеты, которые прибывают с продуктом, осевшим на один конец, не складываются; бутылки, которые прибывают с неравномерным интервалом, не группируются. Исправьте подачу — и упаковщик ящиков держит свою производительность; оставьте её — и ни один упаковщик ящиков не справится.
Запечатывающая машина закрывает упаковку, которая была заполнена в другом месте. Импульсный запайщик закрывает один пакет за раз на нагретой проволоке; непрерывный ленточный запайщик пропускает пакеты между нагретыми лентами так быстро, как оператор их подаёт; заклейщик ящиков заклеивает клапаны транспортного ящика лентой. На линии формования-наполнения-запечатывания запечатывание находится внутри машины, поэтому отдельный запайщик — это то, что вы покупаете, когда наполнение ручное, партионное или выполняется машиной, которая не запечатывает.
Это делает его первой и последней машиной на большинстве производств: ленточный запайщик на столе, где начинаются наполненные вручную пакеты, и машина для запечатывания коробок там, где ящики покидают линию. Его предел — оператор: реальная пропускная способность запайщика — это скорость подачи, а не цифра на табличке.
Укупорочная машина надевает крышку на заполненный контейнер и затягивает её с заданным крутящим моментом — винтовые крышки с помощью патрона или шпинделя, нажимные крышки с помощью прессовой головки, алюминиевые ROPP-крышки путём накатки резьбы на крышку на бутылке. Патронный укупорщик индексирует каждый контейнер под головкой, которая захватывает крышку и поворачивает её до момента; шпиндельный укупорщик пропускает контейнеры мимо пар вращающихся дисков, которые нажимают крышку на ходу — быстрее, с меньшим контролем момента.
Выбирайте по крышке и по тому, чего стоит утечка. Где момент решает герметичность — фармацевтика, химия, горячий розлив — контроль патрона стоит его более низкой скорости. Где укупорщики действительно останавливаются — это подача крышек: сортировщик, который ориентирует крышки, и жёлоб, который их доставляет, заклинивают чаще, чем укупорочная головка, поэтому укажите питатель с той же тщательностью, что и укупорщик.
Этикетировочная машина наносит предварительно напечатанную этикетку на упаковку — по окружности на круглые контейнеры, спереди и сзади на плоские, сверху или снизу на лотки и пакеты, и печать-и-нанесение для переменных этикеток на ящики и паллеты. Самоклеящиеся этикетки с давлением — норма; термоусадочные рукава, которые требуют собственного теплового туннеля, и этикетки с влажным клеем — альтернативы для декорирования по всей поверхности.
Размещение этикетки — это проблема обращения с контейнером, а не проблема этикетировщика: контейнеры, которые прибывают с интервалом, вертикально и ориентированно, получают этикетки в одном и том же месте каждый раз. На гибкой упаковке этикетировщик в основном отсутствует — у пакета или мешка нет плоской поддерживаемой поверхности для этикетки, поэтому рисунок печатается на плёнке, и только переменные данные добавляются кодером.
Машина для кодирования и маркировки печатает переменные данные — срок годности, номер партии, штрих-код — которые предварительно напечатанная упаковка не может нести, и технология следует за поверхностью. Термотрансферный принтер (TTO) печатает на плёнке в пути полотна VFFS, флоу-раппера или пакетной машины, до формирования пакета. Непрерывная струйная печать маркирует бутылки, банки и коробки на лету; лазер выжигает постоянный код там, где чернила стёрлись бы; крупносимвольная струйная печать или печать-и-нанесение маркируют ящики.
Смысл для спецификации линии в том, что кодер на упаковщике является частью упаковщика. TTO требует монтажную позицию, опорную пластину в пути плёнки и сигнал синхронизации от машины, поэтому он специфицируется с первичной машиной, а не прикручивается позже.
Упаковочное оборудование конца линии — это всё после закрытия ящика: обвязка или запечатывание ящиков, паллетирование, обмотка стретч-плёнкой, а также конвейеры и накопители, которые их соединяют. Это место, где выход линии наконец считается в паллетах, и где большая часть оставшегося труда находится на производстве, которое уже автоматизировало свою первичную упаковку.
Паллетизатор складывает ящики или мешки по схеме на паллету. A паллетизирующий робот — шарнирная рука с захватом — строит любую схему, которую содержит её программа, и может обслуживать более одной линии из одной ячейки; обычный послойный паллетайзер перемещает целый слой за раз и превосходит робота по скорости для одного продукта.
Затем обмоточная машина связывает груз: поворотный стол вращает паллет внутри плёночной завесы, или ротационная рука переносит плёнку вокруг паллета, слишком нестабильного или слишком тяжёлого для вращения. Обвязочная машина затягивает и скрепляет ленты вокруг коробов или пучков, которые лента не удержит.
Эти машины чаще покупаются комплектом, чем по одной, потому что их ритмы зависят друг от друга, а накопление между ними — это то, что поддерживает работу основной машины во время смены паллета. Это то, что линии вторичной упаковки — упаковка в короба, паллетирование и обмотка, рассчитанные на одну производительность, а не на три.
По этапам упаковки шестнадцать типов делятся на три группы: первичные машины изготавливают и заполняют упаковку, которая касается продукта, вторичные машины собирают эти упаковки в розничную или складскую единицу, а третичные машины формируют и закрепляют транспортный груз.
| Этап | Что делает упаковка | Типы машин |
|---|---|---|
| Первичный (продажная упаковка) | Содержит продукт; единица, продаваемая в точке продажи | Фасовка, ВФФС, ГФФС, флоу-обёртка, готовый пакет, вакуум, трей-силер — плюс укупорка, запечатывание, этикетирование и кодирование, которые завершают эту упаковку |
| Вторичный (групповая упаковка) | Группирует продажные единицы для полки или для учёта запасов; снимается без воздействия на продукт | Картонирование, термоусадочная упаковка пучков, упаковка в короба |
| Третичный (транспортная упаковка) | Защищает количество продажных единиц или групп при обработке и транспортировке | Паллетирование, стретч-обмотка, обвязка |
На производстве этап задаёт арифметику. Первичные машины считают упаковки в минуту, вторичные — короба в минуту, третичные — паллеты в час, и каждый этап рассчитан на предыдущий с накоплением между ними, чтобы остановка в конце не останавливала начало. Контрольные весы и металлодетекторы находятся на границе между первичной и вторичной упаковкой, поскольку пачка может быть отбракована только сама по себе, прежде чем она будет сгруппирована.
Шестнадцать типов машин, три этапа, один порядок решения: форма продукта определяет первичную машину, розничная упаковка — то, что стоит за ней, а короб и паллет завершают линию. Первому покупателю нужны первичная машина и запайщик или упаковщик в короба; остальное добавляется, когда количество пачек в минуту превышает возможности людей вокруг линии.
