Какви предимства в скоростта има хоризонталната опаковъчна машина?

Как хоризонталните опаковъчни машини постигат висока производителност

Растящата нужда от по-бързи решения за опаковане

Съвременните производители изпитват все по-голям натиск да ускоряват производствените цикли, предизвикан от изискванията за доставка точно навреме и растежа на електронната търговия. Според доклад на PMMI от 2023 г., 60% от специалистите в сферата на опаковането в момента дават приоритет на подобрявания в скоростта пред други операционни подобрения. Хоризонталните опаковъчни машини отговарят на това изискване чрез процеси с непрекъснато движение, които премахват традиционните бутонейки в вертикалните системи.

Основни принципи на високоскоростната хоризонтална опаковка

Три механизма позволяват на хоризонталните опаковъчни машини да надминават вертикалните аналогы:

1. Синхронизирани сервомотори координиращи подаването на филм, запечатването и поставянето на продукта
2. Хоризонтална кинематика на потока което позволява едновременно зареждане на продукта и формиране на плик
3. Системи за контрол на филма с предварително напрежение поддържащи подравняването на материала при скорости над 100 цикъла/минута

Както се вижда в автоматизирани производствени линии за сладкиши, тези принципи позволяват на хоризонталните системи да опаковат твърди предмети с 30% по-бързо в сравнение с вертикални form-fill-seal машини.

Кейс студи: Бутилкова индустрия достига 75 плика/минута с автоматизация

Един голям производител на сокове отбеляза скок в производството с почти една четвърт, след като замени старите ротационни вертикални машини с нови хоризонтални опаковъчни машини с серво задвижване. Тези модернизирани системи сега опаковат около 75 гъвкави пликчета всяка минута, което представлява скорост на обработване, по-бърза с около една трета в сравнение с предишната. Наистина впечатляващо обаче е, че те успяват да поддържат дефектите при запечатването под 1%. Данни от индустрията потвърждават това, което тази компания установи на практика – хоризонталните поточни опаковъчни машини обикновено намаляват времето за преустройство наполовина в сравнение с традиционните вертикални системи, които работят по метода „спри-стартирай“.

Тенденция в индустрията: Преход към високоскоростно хоризонтално опаковане

През 2023 г. 42% от производителите на храна приеха системи за хоризонтално фолио опаковане (Packaging World), особено за плоски продукти като протеинови блокчета и замразени ястия. Тази тенденция идва от способността на машините да поддържат скорост над 90 пакета/минута с минимални корекции в ориентацията на продукта — критично при опаковане на закуски.

Стратегия: Интегриране на скоростно оптимизирани хоризонтални опаковъчни машини

Водещи производители комбинират хоризонтални фолио опаковъчни машини с роботизирани системи за вземане и поставяне, за да минимизират разстоянието между продуктите, термични сензори за откриване на дефекти при запечатването с 200 кадъра/секунда и алгоритми за предиктивно поддържане, които намаляват непланираното прекъсване на производството с 40%. Тези интеграции осигуряват истинско непрекъснато производство 24/7, като запазват скорост над стандартните за индустрията 60 цикъла/минута.

Ключови конструктивни характеристики, които позволяват по-бързи цикли

Серво задвижвания за прецизни и бързи движения

Най-новото поколение хоризонтално опакователно оборудване вече разполага със серво-технология, която осигурява изключителна последователност на скоростта благодарение на прецизни електромотори. Тези машини могат да позиционират продуктите точно в рамките на около 0,1 милиметра, дори когато работят с впечатляващи 120 цикъла в минута. Това всъщност е с около 40 процента по-добре в сравнение с възможностите на по-старите пневматични системи. Според последен доклад от Института за производство на опакователни машини през 2023 г. е установено още нещо доста интересно: когато се прилага конкретно за опаковане на закуски, тези съвременни серво системи намаляват колебанията в цикъла с почти две трети в сравнение с конвенционалните методи. За производителите, които работят с малки допуски и високи обеми продукция, такава надеждност прави голяма разлика.

Модулна конструкция, поддържаща непрекъснато движение

Модулните хоризонтални опаковъчни системи позволяват безпрекословно производство чрез синхронизирана работа на компонентите. Чрез едновременното разгръщане на филма, поставянето на продукта и активирането на пломбовата лента, тези проекти елиминират времето за прекъсване между циклите. Водещите производители съобщават за 55% по-бързи смени на работа в сравнение с вертикалните алтернативи.

Системи за високоскоростно уплътняване за надеждна продукция

Усъвършенстваните хоризонтални опаковъчни машини включват запечатващи челюсти с мигновен отговор, които постигат въздушнотънки уплътнения за 0,8 секунди 30% по-бързо от конвенционалните системи. Зонните за контрол на двойната температура поддържат оптимално прилепване на пленката при скорости до 90 торбички/минута, без да се нарушава целостта на уплътнението.

Изравняване на скоростта и целостта на печата: преодоляване на общите компромиси

Докладът за ефективността на опаковките за 2023 г. разкри, че 73% от съоръженията, които използват горизонтални опаковъчни машини, са изправени пред проблеми с качеството на уплътненията над 75 цикъла/минута. Съвременните решения използват лазерно насочени системи за подравняване и сензори за налягане в реално време, които регулират параметрите на уплътняване в средата на цикъла, намалявайки дефектите с 48% при пикови скорости.

Иновации в дизайна, които по-специално подобряват скоростта на горизонталните опаковъчни машини

Последните постижения като иннерционно-компенсиращи задвижващи влакове и вакуумно подпомагано поставяне на продукти позволяват 22% по-бързи скорости на индексиране. Проучване на Института за обработка на материали от 2024 г. показва, че тези иновации намаляват механичното напрежение с 34% при работа с висока скорост, като удължават живота на компонентите с 19 месеца.

Автоматизация и непрекъсната работа при опаковане с хоризонтален поток

Работен поток на напълно автоматична хоризонтална опаковъчна машина

Хоризонталните опаковъчни машини се справят автоматично с няколко задачи, включително хранене на продуктите, оформяне на филма и запечатане на всичко заедно в едно гладко движение. Когато стоките попаднат на конвейерната лента, специални овъртки за формиране обвързват опаковъчния материал около всеки продукт. След това идва запечатващата част, която се случва едновременно както в дължина, така и в различни посоки. Някои модели всъщност могат да произвеждат около 90 торбички на минута, доста впечатляващо ако ме питате. Преди тези запечатани опаковки да се преместят и да бъдат етикетирани по-късно, има вградени системи за проверка, които проверяват дали пломбите се държат правилно или не. Тази стъпка за контрол на качеството гарантира, че нищо не се изпраща с слаби точки, които могат да причинят проблеми по време на транспортирането или съхранението.

Безпроблемна интеграция с производственото оборудване нагоре и надолу по веригата

Днешните опаковъчни системи разчитат на стандартни комуникационни методи като OPC UA, за да работят заедно с пълнители, опаковъчни машини и тези големи роботизирани машини за палетиране, които виждаме на фабричните етажи. Според последните констатации от доклада за автоматизацията на опаковките, публикуван миналата година, хоризонталните обгръщачи на потока поддържат нещата да се движат гладко без спирания или старти, защото могат да регулират скоростта си автоматично въз основа на това, което излиза от предишния етап от Когато различните части от оборудването си говорят правилно, има по-малко нужда работниците да се намесят и да решават проблемите ръчно. Това прави по-добре функционирането на цели производствени линии, особено когато се работи с големи обеми от продукти, които се опаковат с невероятна скорост през целия ден.

Намаляване на времето на прекъсване с предсказуемо поддръжка и мониторинг в реално време

Вибрационни сензори и топлоизобразителни камери проследяват критични компоненти като уплътнителни челюсти и задвижващи вали, предупреждавайки техниците за ненормални модели. Алгоритмите за машинно обучение анализират историческите данни за неизправност, за да препоръчат поддръжка по време на планирани спирания, като постигат 98% работен период в непрекъснато производствени среди съгласно показателите на опаковъчната индустрия за 2023 г.

Осигуряване на непрекъснато производство чрез интелигентна автоматизация

Автоматичните устройства за сплицване на филми и буферните зони позволяват безпрекъснато работа по време на промяна на материала. Саморегулиращите се регулиращи натягания компенсират вариациите в дебелината на опаковъчната лента, докато системите за отхвърляне, управлявани с визуално управление, премахват дефектните торбички, без да забавя производствения пропуск.

Измерване на скоростта в реалния свят: Изход и ефективност на хоризонталните опаковъчни машини

Типичен диапазон на изход: 4090 торбички в минута

Днешните хоризонтални опаковъчни машини могат да обработват между 40 и 90 торбички в минута, в зависимост от това какво се опакова и от вида на използвания филм. Торбичките за закуски, които следват стандартни размери обикновено достигат тези по-високи числа около 90 ppm. Но торбите за медицински изделия се движат по-бавно, средно около 55 PPM, защото им е нужно повече време за правилно запечатане. Според изследване от миналата година в областта на автоматизацията на опаковките, повечето компании се интересуват повече от това да могат да регулират машините си, отколкото да се стреми само към максимална скорост. Тази гъвкавост им позволява да променят нещата, когато сезоните се променят или продуктите се развиват, като същевременно поддържат производството в приличен темп.

Фактори, които влияят върху действителната скорост на производство (размер на продукта, вид на филма, конфигурация)

Три критични елемента влияят на реалния резултат:

• Профил на продукта : Неравномерно оформените предмети намаляват скоростта с 12-18% в сравнение с плоските продукти
• Дебелина на лентата : За тежките бариерни материали се изисква 0,20,5 секунди по-дълго време за затваряне
• Тип на движението : Машините с непрекъснато движение осигуряват 82 PPM срещу 68 PPM за интермитентни системи

Операторите, които балансират тези фактори, съобщават за 23% по-малко спиране на производството според проучване за ефективността на опаковките през 2024 г.

Парадоксът: По-висока скорост не винаги означава по-висока производителност

Производителят на замразени храни постига с 19% по-висока дневна продукция, като намалява скоростта на машината от 85 до 72 PPM. Корекцията на скоростта на преминаване на филми намалява затискванията с 34% и позволява едновременни проверки на качеството на опаковките, което показва, че устойчивата пропусклива способност често надвишава върховата скорост.

Хоризонтални и вертикални опаковъчни машини: сравнение на скоростта

Ограничения на скоростта на вертикалните опаковъчни системи за пълнеж с форма и запечатка

Повечето вертикални опаковъчни машини достигат около 200 торбички в минута, преди да започнат да имат затруднения, както повечето големи производители на оборудване ще кажат на всеки, който попита. Те работят най-добре с материали, които лесно преминават през системата – например прахове или малки гранули, тъй като гравитацията извършва по-голямата част от работата при пълненето. Проблемът възниква, когато се работи с нещо, което не се движи толкова добре. Тези машини следват строго последователност: формоване, пълнене, запечатване – едно след друго, което просто не е достатъчно бързо за по-обемисти продукти или предмети с неправилна форма, които се заклинват по време на процеса.

Защо хоризонталните машини се представят по-добре с плоски, твърди или неправилни продукти

Хоризонталните опаковъчни машини използват технология за непрекъснато движение, с която опаковат над 400 торбички в минута при стандартни продукти. Този начин на позициониране на артикулите отстрани позволява директно вкарване в предварително оформени филмови канали, без необходимостта от пускане отгоре, което често води до счупване на крехки продукти. За компании, които опаковат ядки, козметични пудри или малки електронни устройства, нуждаещи се от внимателно обращение, тази конфигурация работи изключително добре на практика. Много производители преминават към тези системи просто защото те обработват деликатни продукти значително по-добре в сравнение с традиционните методи.

Анализ на данни: Средно 30% по-висока производителност в приложения за опаковане на закуски

Според скорошен доклад за ефективността на опаковките от 2023 г. хоризонталните опаковъчни системи обработват около 30 процента повече обем в сравнение с вертикалните, когато става въпрос за хранителни продукти за закуска. Какво прави тези хоризонтални машини толкова ефективни? Ами, те разполагат с непрекъснати функции за запечатване, които намаляват времето за изчакване между отделните цикли. Това им позволява да работят с доста висока скорост – около 75 до 120 торбички всяка минута за продукти като картофени чипсове или сухари. Вертикалните машини просто не могат да постигнат такава производителност и обикновено достигат между 50 и 90 торбички в минута за практически същите видове продукти.

Кога да изберете хоризонтална вместо вертикална, базирано на нуждите от скорост

Приоритизирайте хоризонтални опаковъчни машини, когато:

• Обработвате плоски, крехки или с нееднакви размери продукти
• Работите на линии, изискващи >60 торбички/минута
• Използвате по-дебели бариеpни филми, нуждаещи се от прецизен контрол на опъването
  Вертикалните машини остават предпочитани за операции с ниска до средна скорост при свободно течащи материали като кафе на прах или фармацевтични порошки.