Was Sie über vertikale Verpackungsmaschinen wissen müssen

Die Schlauchbeutelmaschine (VFFS) ist im Kern eine hochautomatisierte Maschine. Sie formt Plastikbeutel aus einer flachen Folienrolle, befüllt sie von oben nach unten mit dem Produkt und verschließt sie. Aufgrund ihrer effizienten Arbeitsweise und ihrer Vielseitigkeit bei der Verarbeitung verschiedenster Materialien sind diese Maschinen sehr beliebt. Sie wurde ursprünglich 1936 von Walter Zwoyer erfunden und patentiert. Er entwickelte die Technologie während seiner Tätigkeit für die Henry Heide Candy Company.

Eines der wichtigsten Verkaufsargumente der Maschine ist ihre vertikale Ausrichtung. Anstatt das Produkt seitlich zu transportieren, nutzt sie die Schwerkraft, um die Beutel mit Granulat, Flüssigkeiten oder Pulvern zu befüllen. Eine moderne vertikale Verpackungsmaschine kann den gesamten Lebenszyklus einer Verpackung abdecken:

• Filmziehen
• Beutelformung
• Datumsdruck
• Abdichtung

Dank ihrer kompakten Bauweise erfreuen sie sich großer Beliebtheit in industriellen Anwendungen. Hersteller können selbst auf kleinem Raum große Produktmengen verpacken. Dieser Artikel hilft Unternehmen, die VFFS-Technologie kennenzulernen und herauszufinden, ob sie die richtige Maschine für ihre Verpackungsanforderungen ist.

Die Kerntechnologie: So funktionieren VFFS-Maschinen

◆ Vom Filmstreifen zur fertigen Tasche

• Materialhandhabung: Eine Folienrolle wird auf die Spindel geladen. Das Material wird von Motoren angetrieben und bewegt sich langsam über die Förderbänder durch die Maschine. Die Walzen führen die Folie und gewährleisten mithilfe von Kantenpositionskontrollsystemen (EPC) die korrekte Ausrichtung.
• Formgebung und Nahtbildung: Nachdem der Kunststoff ausgerichtet ist, wird er über eine Formschulter geführt. Diese Führung presst den flachen Kunststoff um ein zylindrisch-konisches Rohr. Dadurch entsteht aus einer flachen Folie ein Hohlrohr. Anschließend wird das Rohr mithilfe eines Heißsiegelstabs erhitzt, um es zu verschmelzen und zu verschließen. So entsteht eine Verpackung.
• Verschließen, Schneiden und Trennen: Das Produkt wird senkrecht in den Beutel eingefüllt und dieser mithilfe horizontaler Schließbacken verschlossen. Unmittelbar nach dem Schließen der Backen schneidet die Klinge die Siegelnaht horizontal durch und erzeugt so zwei neue Siegel.
• Zentrale Steuerung: Sämtliche Abläufe und deren Synchronisierung werden mittels einer SPS (Speicherprogrammierbare Steuerung) und Servosystemen gesteuert.

◆ Präzisionsdosier- und Abfüllsysteme

Um sicherzustellen, dass das Produkt für die Verpackung korrekt abgewogen wird, ist die Verwendung von Mehrkopfwaagen der Goldstandard. Diese nutzen eine Kombination von Gewichten, um die exakte Menge für die Abfüllung in die Verpackung zu ermitteln. Die Wiegegenauigkeit liegt zwischen ±0,5 und 1,5 Gramm . Ist das Produkt leicht zu transportieren, eignen sich standardisierte Messbecher und volumetrische Abfüller aufgrund ihrer einfachen Konstruktion besser.

Die Art der Materialverarbeitung hängt von der Materialart ab. Für staubige oder feine Pulver eignet sich die Schneckenabfüllung mit rotierender Schnecke ideal. Für Flüssigkeiten werden Kolben- oder Rotationspumpen mit Tropfschutzdüsen bevorzugt. Bei empfindlichen Materialien gewährleisten schonende Zuführsysteme mit PU-Bandwaagen einen reibungslosen Materialtransport.

Vielseitigkeit bei Beutelformen und Materialien

✔ Beliebte Taschenkonfigurationen

• Kissenbeutel: Eine gängige und beliebte Verpackungsart, die an drei Seiten verschlossen wird. Das einfache Format eignet sich ideal für Snacks und Tiefkühlkost.
• Beutel mit Seitenfalten: Um die Standfestigkeit zu gewährleisten, können Hersteller diese Beutel mit mehr Innenraum mithilfe dieser Maschinen herstellen.
• Quad Seal (Quadro) Beutel: Für die erstklassige 4-seitige Versiegelung und eine hochwertige Optik.
• Sachets und Stick Packs: Einzelportionsverpackungen für Zucker, Kaffee oder Gewürze. Sie werden mit Mehrspurmaschinen hergestellt.

✔ Materialverträglichkeit und Barriereschichten

Um die Frische des Produkts zu bewahren, verwenden die meisten vertikalen Verpackungsmaschinen laminierte Folien. Diese sind einer einfachen Kunststofffolie überlegen. Komplexe Mehrschichtfolien, wie beispielsweise PET/PE-Kombinationen oder Aluminiumfolie/PE, erhöhen die Haltbarkeit des Materials und schließen Feuchtigkeit und Sauerstoff vollständig aus. Sie sind besonders beliebt für pharmazeutische Produkte. Je nach gewünschtem Schutzgrad kann die Foliendicke zwischen 50 und 150 Mikrometern variieren.

✔ Umweltfreundliche Optionen

Die meisten Hersteller stellen auf umweltfreundlichere Verfahren um, die strengen Umweltgesetzen wie der EU-Verordnung PPWR entsprechen. Dafür benötigen sie moderne, vertikale Beutelverpackungsmaschinen, die umweltfreundliche Optionen verarbeiten können. Diese Maschinen sollten kompostierbares Material und Verpackungen aus Monomaterialien verarbeiten können.

✔ Staubiges Produktmaterial und Dichtung

Beim Umgang mit pulverförmigen Produkten wie Mehl und Gewürzen kann es zu statischer Aufladung kommen. Dadurch kann das Pulver in der Luft an der Oberfläche haften bleiben. Um dies zu verhindern, ist der Einsatz spezieller elektrischer Geräte, sogenannter Antistatikgeräte, unerlässlich. Diese sind notwendig, um die Schmelzzone für den Siegelvorgang freizuhalten. In manchen Fällen werden Ultraschall-Siegelmechanismen in Kombination mit VFFS (Variable Fluid Filling System) verwendet, die die Verpackung auch bei leichten Verunreinigungen im Siegelbereich versiegeln können.

Wichtigste Vorteile moderner Produktionslinien

▶ Effizienz und Betriebsgeschwindigkeit

Eine vertikale Schlauchbeutelmaschine produziert 35 bis 80 Beutel pro Minute. Bei kleineren Verpackungen erreichen Hochgeschwindigkeitsmodelle sogar bis zu 200 Beutel pro Minute. Die hohen Produktionsraten erfordern einen unterbrechungsfreien Betrieb. Der gesamte Prozess muss ohne Unterbrechungen ablaufen. Dies verhindert Staubablagerungen auf der Folie und gewährleistet gleichzeitig hohe Produktionsleistungen.

▶ Arbeits- und Produktqualitätskontrolle

Eine mit SPS-Systemen ausgestattete Maschine kann bis zu 100 verschiedene Rezepte speichern, die die Bediener einfach über die HMI-Schnittstelle ändern können. Trotz der hohen Arbeitsgeschwindigkeit ist weiterhin ein einzelner Bediener zur Prozessüberwachung erforderlich. Bei Lebensmitteln mit anspruchsvollen Qualitätskontrollen, die mehrere Monate haltbar sind, ist die Maschine mit Stickstoffspülung anstelle von Luft ausgestattet, um die Lebensmitteleigenschaften länger als bei Luftverpackungen zu erhalten.

▶ Direkte Kosteneinsparungen und Abfallreduzierung

Der Schlüssel zu einer hochwertigen vertikalen Verpackungsmaschine liegt in der Reduzierung der Gemeinkosten. Dies wird durch die Fähigkeit zur Verarbeitung von großformatigen Folienrollen erreicht. Die Herstellung von Beuteln ist in der Regel deutlich günstiger als der Kauf vorgefertigter Beutel zum Abfüllen. Die Folie ist mindestens 20 % günstiger. Zudem sorgt die Maschine für einen millimetergenauen Zuschnitt des Kunststoffs, um Verpackungsmaterialverschwendung zu minimieren.

Insbesondere das Mehrkopfwaagensystem VFFS ist hocheffizient bei der Reduzierung von Produktverlusten und Überfüllung. Es verringert die Überfüllung um bis zu 15 %, was die Gewinnspanne pro verkauftem Beutel erhöht.

▶ Langfristiger Investitionswert

Eine vertikale Schlauchbeutel- und -verschließmaschine erfordert zwar eine anfängliche Investition, doch mit der richtigen Konstruktion lässt sich eine längere Lebensdauer und höhere Rentabilität gewährleisten. Dank ihrer vertikalen Bauweise benötigen vertikale Verpackungsmaschinen weniger Stellfläche, was sie im Vergleich zu horizontalen Maschinen vorteilhafter macht. Fabrikbesitzer profitieren somit von geringeren Produktionskosten pro Quadratmeter.

Die Vollautomatisierung ermöglicht eine Reduzierung von Arbeitsaufwand und Materialkosten. Die meisten industriellen Lebensmittelprozesse amortisieren die Anschaffungskosten innerhalb von 12 bis 24 Monaten (ROI). Bei ordnungsgemäßer Wartung können diese Maschinen anschließend bis zu 20 Jahre lang eingesetzt werden.

Auswahl und Wartung Ihrer Maschine

Um die richtige Maschine für Ihr Unternehmen auszuwählen, müssen Sie sicherstellen, dass sie genau Ihren Geschäftsanforderungen entspricht. Hier ein kurzer Überblick:

• Produktionsvolumen: Stellen Sie sicher, dass die Maschine Ihren Produktionsanforderungen entspricht. Start-ups benötigen etwa 40 Beutel pro Minute, während der Bedarf im industriellen Maßstab bei über 100 Beuteln pro Minute liegt.
• Produktfluss: Handelt es sich bei Ihrem Produkt um Getreide, Trockenfrüchte oder Süßigkeiten? Kategorisieren Sie Ihre Produkte in rieselfähige und klebrige Produkte. Analysieren Sie die Maschinenfunktionen zur Verarbeitung dieser Produkte.
• Werkzeugloser Produktwechsel: Wählen Sie Anlagen, die von den Bedienern bequem und ohne Werkzeug bedient werden können. Dazu gehört beispielsweise der Austausch von Formrohren oder Folienrollen.

Wenn es um die Instandhaltung der Maschine geht, sollten Sie einen geeigneten Zeitplan erstellen und intelligente Technologie zur vorbeugenden Wartung einsetzen.

• Tägliche Wartung: Reinigen und schmieren Sie die Maschine regelmäßig.
• Überwachung über HMI: Nutzen Sie die SPS zur Überwachung der Echtzeitparameter, um Verschwendung zu vermeiden.
• Ersatzteile: Halten Sie einen Mindestbestand an Verschleißteilen wie Klingen und Heizelementen bereit.
• Vorausschauende Wartung: Nutzen Sie einen proaktiven Ansatz, um Teile vor einem Ausfall auszutauschen.
• Sensoren für KI: Nutzen Sie High-End-Sensoren und KI, um Ausfälle zu erkennen, bevor sie auftreten.

Vergleichstabelle: Dosiersysteme für VFFS

Abschluss

Vertikale Beutelverpackungsmaschinen (VFFS) sind ein unverzichtbarer Bestandteil moderner, effizienzorientierter Fabriken. Sie ermöglichen einen schnellen Betrieb bei minimalem Produktverlust. Mit dieser zuverlässigen Technik lassen sich Pulver, Flüssigkeiten, empfindliche Snacks oder klebrige Trockenfrüchte verpacken. Die hohe Betriebssicherheit dieser Maschinen ist für Unternehmen unerlässlich, um zu wachsen und im Wettbewerb bestehen zu können.

Wenn Sie ein Unternehmen besitzen, das präzise Beutelverpackungsmaschinen benötigt, sollten Sie Smart Weigh als Partner in Betracht ziehen. Wir sind ein hoch angesehener Hersteller mit 1000 Kunden weltweit. Zu unseren spezialisierten VFFS-Verpackungsmaschinen gehören unter anderem:

• SW-P360: Geeignet für feine Partikel
• SW-T520Premium-Vierfachversiegelungsfunktion

Für maximale Leistung empfehlen wir unser Doppelrohr-VFFS-System und unsere Mehrkopfwaagen. Alle unsere Geräte entsprechen den globalen Vertriebsstandards. Dank unserer ausgereiften Lieferkette erreicht die Maschine Ihr Werk in kürzester Zeit. Besuchen Sie unsere Website oder kontaktieren Sie uns.

Häufig gestellte Fragen

1. Kann eine VFFS-Maschine unterschiedliche Beutelbreiten verarbeiten?

VFFS-Verpackungsmaschinen können Beutel unterschiedlicher Breite verarbeiten, dies erfordert jedoch eine geringfügige Anpassung. Das Formrohr muss ausgetauscht werden, da es die Beutelbreite bestimmt. Anschließend muss die Beutellänge in die SPS-Software eingegeben werden.

2. Worin besteht der Unterschied zwischen einer Überlappungsdichtung und einer Rippendichtung?

Bei einer Überlappungsnaht wird eine Kunststofffolie zu einem Schlauch gewickelt, wobei eine Kante flach über die andere liegt. Dadurch wird weniger Material verbraucht. Bei einer Flossennaht werden die beiden Kanten der Folie zusammengepresst, sodass sie wie eine Fischflosse aus der Verpackung herausragen. Diese Naht benötigt mehr Material, eignet sich aber ideal für Barrierefolien zum Schutz vor Hitze, Feuchtigkeit und Sauerstoff.

3. Wie verbessert das Begasen die Haltbarkeit von Snacks?

Beim Befüllen mit Luft kommt das Lebensmittel mit Sauerstoff in Kontakt und beginnt zu oxidieren, wodurch sich seine Eigenschaften verändern. Dadurch entsteht ein Milieu, das das Wachstum von Mikroorganismen begünstigt. Stickstoff hingegen ist inert und verhindert dieses Phänomen, sodass Produkte wie Nüsse und Chips länger frisch bleiben.