Máy đóng gói túi làm sẵn đại diện cho một trong những nâng cấp quan trọng nhất hiện có đối với các nhà sản xuất thực phẩm, hóa chất, thức ăn cho vật nuôi và hàng tiêu dùng đang tìm cách tự động hóa các hoạt động đóng gói thứ cấp của họ. Không giống như các máy đóng dấu dạng điền tạo ra các túi từ cuộn trong chu kỳ đóng gói, máy đóng gói túi làm sẵn hoạt động với các túi được sản xuất sẵn — túi đứng, túi đáy phẳng, túi có khóa kéo, túi có vòi và các định dạng khác — được nạp vào ổ chứa của máy và tự động mở, đổ đầy và niêm phong ở tốc độ sản xuất mà các hoạt động đóng gói thủ công hoặc bán tự động không thể đạt được. Quyết định đầu tư vào máy đóng gói túi làm sẵn và việc lựa chọn cấu hình máy chính xác cho một sản phẩm và loại túi cụ thể đòi hỏi sự hiểu biết rõ ràng về cách thức hoạt động của các máy này, thông số hiệu suất nào chi phối sự phù hợp của chúng đối với các ứng dụng cụ thể và những cân nhắc vận hành và bảo trì nào ảnh hưởng đến tổng chi phí sở hữu trong suốt thời gian sử dụng của máy.

Máy đóng gói túi làm sẵn hoạt động như thế nào

Máy đóng gói túi làm sẵn hoạt động thông qua một loạt các trạm tuần tự được bố trí xung quanh một bàn xoay quay hoặc theo cấu hình tuyến tính, trong đó mỗi trạm thực hiện một chức năng cụ thể trong chu trình đóng gói. Các túi sản xuất sẵn được chất với số lượng lớn vào khay chứa hoặc ngăn bảo quản túi khi bắt đầu chu kỳ. Cơ chế lấy túi - điển hình là hệ thống kẹp cốc chân không - lần lượt loại bỏ từng túi ra khỏi tạp chí và chuyển chúng đến trạm xử lý đầu tiên.

Tại trạm mở, cốc chân không ép vào cả hai mặt của túi gần mép trên và sau đó được di chuyển sang hai bên để mở miệng túi theo chiều rộng cần thiết để đổ đầy. Đối với túi có khóa kéo, một cơ chế mở khóa kéo riêng biệt sẽ đóng dây kéo trước khi túi được mở thêm. Một cơ chế trải - thường là một cặp ngón tay mở rộng hoặc tia khí - đi vào miệng túi đã mở và trải rộng đến mức tối đa, đảm bảo sản phẩm có thể được đưa vào một cách sạch sẽ mà không bị tắc hoặc tràn ra mép túi. Sau đó, túi đã đổ đầy sẽ di chuyển đến một hoặc nhiều trạm hàn kín, nơi các hàm hàn kín được làm nóng sẽ đóng kín phía trên cùng của túi, áp dụng nhiệt độ, áp suất và thời gian dừng chính xác để tạo ra một lớp đệm kín nhiệt. Một trạm làm mát được thiết kế theo nhiều cách để củng cố mối hàn trước khi gói thành phẩm được đưa vào băng tải xả.

Các trạm bổ sung trong chu trình có thể bao gồm mã hóa ngày tháng (in phun, laser hoặc in tem nóng trên bề mặt túi trước hoặc sau khi đổ đầy), xả nitơ hoặc khí (đối với bao bì khí quyển biến đổi giúp kéo dài thời hạn sử dụng của sản phẩm), trạm ép dây kéo (để đảm bảo khóa kéo được niêm phong hoàn toàn sau khi hàn nhiệt), khía hình chữ V ở góc để dễ mở và hệ thống kiểm tra trực quan để xác minh tính nguyên vẹn của dấu niêm phong và chất lượng in trước khi xuất xưởng. Số lượng trạm trong máy làm túi quay sẵn — thường là 6, 8, 10 hoặc 12 trạm — xác định số lượng chức năng bổ sung tối đa có thể được kết hợp trong khi duy trì tốc độ sản xuất của máy.

Các loại túi làm sẵn tương thích với các máy này

Một trong những yếu tố quan trọng nhất trong việc lựa chọn máy đóng gói túi làm sẵn là xác nhận rằng hệ thống xử lý túi của máy được thiết kế và chứng nhận cho định dạng túi làm sẵn cụ thể cần thiết cho việc giới thiệu sản phẩm và thương hiệu. Các định dạng túi khác nhau đòi hỏi các phương pháp mở, làm đầy và niêm phong khác nhau về cơ bản và máy được tối ưu hóa cho một định dạng này có thể hoàn toàn không phù hợp với định dạng khác nếu không có những thay đổi đáng kể về dụng cụ hoặc sửa đổi cơ học.

• Túi đứng (Doypack): Định dạng được xử lý phổ biến nhất trên máy đóng gói túi làm sẵn. Đáy có rãnh cho phép túi chứa đầy đứng thẳng trên kệ bán lẻ. Yêu cầu về máy bao gồm hệ thống mở chắc chắn, có thể mở miếng lót đáy tương đối cứng một cách đáng tin cậy và duy trì độ hở miệng túi trong quá trình nạp các sản phẩm dạng hạt hoặc dạng lỏng.
• Túi đứng có khóa kéo: Thêm một khóa kéo có thể khóa lại phía trên khu vực lấp đầy. Máy phải bao gồm một trạm mở dây kéo bằng ngón tay cơ học hoặc bộ phận tách dây kéo có sự hỗ trợ của khí trước khi mở túi và một trạm ép dây kéo sau khi niêm phong để đảm bảo dây kéo được đóng hoàn toàn và thẳng hàng. Xử lý định dạng dây kéo giúp giảm tốc độ máy từ 10 đến 20% so với túi đứng thông thường.
• Túi đáy phẳng (túi hộp): Định dạng bán lẻ cao cấp với bốn cạnh kín và đế phẳng cho phép đứng vững gói hàng với độ ổn định tuyệt vời và diện tích hiển thị mặt trước tối đa. Yêu cầu hệ thống kẹp túi chuyên dụng để xử lý tấm đáy cứng và hình dạng mở phức tạp hơn.
• Túi phẳng niêm phong ba mặt: Túi phẳng đơn giản được niêm phong ba mặt với một mặt mở để đổ đầy. Được sử dụng cho các gói, gói phục vụ một lần và các mặt hàng thực phẩm đặc biệt. Nói chung là định dạng dễ xử lý nhất đối với các máy làm túi làm sẵn do hình dạng đơn giản và hoạt động mở nhất quán của chúng.
• Túi vòi: Túi có khớp nối vòi gắn sẵn để đóng gói chất lỏng, nước sốt hoặc đồ uống. Yêu cầu hệ thống xử lý chuyên dụng để kẹp túi ở hai bên chứ không phải mép trên và việc đổ đầy được thực hiện thông qua lỗ mở vòi chứ không phải miệng túi. Máy đóng túi có vòi là một tập hợp con chuyên dụng của các máy đóng gói túi làm sẵn với hệ thống đóng nắp và van nạp riêng biệt.

Thông số kỹ thuật chính để đánh giá

Khi đánh giá máy đóng gói túi làm sẵn theo yêu cầu sản xuất cụ thể, các thông số kỹ thuật sau đây sẽ xác định chung xem máy có thể đáp ứng tốc độ sản xuất, phạm vi kích thước túi, độ chính xác chiết rót và các yêu cầu thiết kế hợp vệ sinh của ứng dụng hay không.

Tốc độ sản xuất đòi hỏi phải giải thích cẩn thận. Các nhà sản xuất báo giá tốc độ tối đa trong điều kiện lý tưởng — thường là với các sản phẩm dạng hạt nhẹ, túi đứng trơn và một đầu nạp đơn ở kích thước túi tối ưu của máy. Tốc độ sản xuất trong thế giới thực thường từ 60 đến 80% mức tối đa được trích dẫn cho hầu hết các sản phẩm sau khi tính đến thời gian cần thiết để đổ đầy các sản phẩm nặng hơn hoặc có thách thức về thể tích, xử lý dây kéo, chu trình xả khí và các khoảng dừng ngắn tại mỗi trạm để làm kín thời gian tiếp xúc với hàm. Khi tính toán xem một máy cụ thể có đáp ứng mục tiêu sản xuất hay không, hãy sử dụng 70% tốc độ tối đa được trích dẫn làm ước tính thông lượng hiệu quả thực tế và xác nhận điều này với nhà cung cấp máy bằng cách sử dụng sản phẩm, định dạng túi và trọng lượng nạp hàng cụ thể của bạn.

Các tùy chọn hệ thống chiết rót và sự phù hợp của chúng đối với các sản phẩm khác nhau

Hệ thống chiết rót được tích hợp với máy đóng gói túi làm sẵn xác định độ chính xác chiết rót, khả năng tương thích của sản phẩm và khả năng xử lý các sản phẩm có đặc tính vật lý khó khăn của máy - độ bụi bột cao, các hạt dễ vỡ, sản phẩm dính hoặc kết dính và chất lỏng hoặc bán lỏng đều yêu cầu cơ chế làm đầy được thiết kế đặc biệt.

Kết hợp cân định lượng nhiều đầu

Cân định lượng nhiều đầu là hệ thống chiết rót phổ biến nhất kết hợp với máy đóng gói túi làm sẵn dành cho các sản phẩm dạng hạt, dạng hạt hoặc dạng rắn hỗn hợp bao gồm đồ ăn nhẹ, thực phẩm đông lạnh, bánh kẹo, thức ăn cho vật nuôi và các mặt hàng phần cứng. Máy cân sử dụng nhiều thùng cân được điều khiển riêng lẻ — thường là 10, 14 hoặc 16 đầu — để đo đồng thời trọng lượng của sản phẩm trong mỗi thùng và chọn tổ hợp các thùng có tổng trọng lượng phù hợp nhất với trọng lượng đổ đầy mục tiêu. Phương pháp cân tổ hợp này đạt được độ chính xác chiết rót từ ±0,5 đến ±1% ở công suất mà hệ thống chiết rót một đầu hoặc theo thể tích không thể sánh được. Cân định lượng nhiều đầu đặc biệt có giá trị đối với các sản phẩm có trọng lượng thay đổi đáng kể theo từng mảnh — cân định lượng 14 đầu chạy ở tốc độ sản xuất của máy đóng bao làm sẵn sẽ chọn tổ hợp trọng lượng tối ưu từ hàng nghìn tổ hợp gầu có thể có mỗi phút, giữ mức chiết rót trung bình ở mức tối thiểu cần thiết để tuân thủ các quy định về trọng lượng tịnh.

Auger điền cho bột và hạt mịn

Máy làm đầy máy khoan sử dụng một vít quay (máy khoan) quay trong xi lanh sản phẩm để đưa một lượng bột hoặc sản phẩm dạng hạt mịn xác định vào mỗi túi trong mỗi chu kỳ đổ đầy. Trọng lượng lấp đầy được kiểm soát bởi số vòng quay của mũi khoan trên mỗi chu kỳ, được hiệu chỉnh theo mật độ khối của sản phẩm cụ thể. Máy khoan thích hợp cho các loại bột chảy tự do và hơi kết dính bao gồm bột mì, gia vị, cà phê, bột protein, chất tẩy rửa và hóa chất nông nghiệp. Ngăn chặn bụi - thông qua thiết kế phễu nạp, kẹp túi trong quá trình rót để giảm thiểu tràn ra miệng túi hoặc hệ thống luồng không khí nhẹ mang bụi ra khỏi khu vực bịt kín - là rất quan trọng đối với bột để duy trì tính toàn vẹn của bịt kín và ngăn ngừa ô nhiễm sản phẩm trên bề mặt hàm bịt ​​kín.

Hệ thống chiết rót chất lỏng và bột nhão

Đối với các sản phẩm dạng lỏng, nước sốt, bột nhão và hỗn hợp sền sệt được đổ vào túi đứng hoặc túi có vòi, chất độn piston hoặc chất độn bơm nhu động được tích hợp với trạm nạp của máy làm túi làm sẵn. Chất độn pít-tông hút một thể tích sản phẩm xác định vào một hình trụ ở hành trình quay trở lại và phân phối nó vào túi trong hành trình làm đầy - thích hợp cho chất lỏng chảy tự do đến có độ nhớt vừa phải. Đối với các loại bột nhão đặc, nước sốt đặc hoặc các sản phẩm có các hạt lơ lửng trong chất lỏng, cần có hệ thống bơm với đường dẫn sản phẩm có lỗ khoan rộng và khả năng CIP (làm sạch tại chỗ) để duy trì hoạt động hợp vệ sinh và tạo điều kiện thuận lợi cho việc chuyển đổi giữa các sản phẩm khác nhau mà không cần tháo rời. Đổ chất lỏng vào các túi linh hoạt đòi hỏi phải đặt vòi rót cẩn thận bên dưới miệng túi để tránh bắn tung tóe có thể làm nhiễm bẩn khu vực bịt kín và gây ra hỏng hóc - một vòi rót đi xuống túi đã mở trước khi phân phối và rút về độ cao an toàn trước khi hàn kín là một tính năng thiết kế tiêu chuẩn cho máy làm túi làm sẵn sản phẩm lỏng.

Thời gian chuyển đổi và tính linh hoạt cho nhiều SKU

Đối với các nhà sản xuất đóng gói nhiều sản phẩm ở các kích cỡ túi khác nhau, thời gian cần thiết để thay đổi máy đóng gói túi làm sẵn từ dạng túi này sang dạng túi khác — thời gian chuyển đổi — là yếu tố vận hành quan trọng ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng kinh tế khi thực hiện các đợt sản xuất ngắn và số lượng SKU có thể được quản lý thực tế trên một máy. Việc thay đổi trên máy làm túi làm sẵn thường bao gồm việc điều chỉnh chiều rộng và chiều sâu của tạp chí túi, định vị lại hệ thống kẹp túi để phù hợp với chiều rộng túi mới, điều chỉnh độ rộng ngón tay của trạm mở và khoảng cách giữa cốc chân không, định vị lại chiều cao vòi rót cho độ sâu của túi mới, điều chỉnh vị trí hàm hàn và hiệu chỉnh lại bất kỳ hệ thống in hoặc mã hóa ngày tháng nào.

Máy đóng gói túi làm sẵn hiện đại giải quyết vấn đề thời gian chuyển đổi thông qua một số phương pháp kỹ thuật. Hệ thống điều chỉnh không cần dụng cụ sử dụng bánh xe tay, cần khóa được lập chỉ mục và bộ nhớ vị trí được lưu trữ thay vì cờ lê và ốc vít bị khóa, cho phép người vận hành định vị lại các bộ phận chính có thể điều chỉnh mà không cần dụng cụ. Hệ thống điều khiển bằng servo lưu trữ công thức vị trí trong hệ thống điều khiển PLC — việc chọn công thức sản phẩm được lưu trữ sẽ tự động điều khiển trục servo đến đúng vị trí cho định dạng túi đó, giảm thời gian tìm vị trí xuống gần bằng 0 đối với các định dạng túi quen thuộc. Những máy tốt nhất có thể chuyển đổi giữa các kích cỡ túi trong thời gian dưới 20 phút với những người vận hành được đào tạo; những máy được thiết kế kém với nhiều điều chỉnh cần có công cụ có thể cần 60 đến 90 phút cho mỗi lần thay đổi định dạng, điều này khiến việc chuyển đổi SKU thường xuyên trở nên không thực tế về mặt kinh tế.

Yêu cầu thiết kế hợp vệ sinh cho các ứng dụng thực phẩm và dược phẩm

Đối với các máy đóng gói túi làm sẵn dùng trong bao bì thực phẩm, đồ uống và dược phẩm, thiết kế hợp vệ sinh của kết cấu máy là một yêu cầu không thể thương lượng, ảnh hưởng đến cả việc tuân thủ quy định và khả năng làm sạch thực tế dễ dàng giữa các lần chạy sản phẩm. Các nguyên tắc thiết kế vệ sinh quan trọng cần được xác nhận trước khi mua bao gồm kết cấu bằng thép không gỉ cho tất cả các bề mặt tiếp xúc với sản phẩm và vùng bắn nước (thường là loại 304 hoặc 316), bề mặt bên ngoài nhẵn không có kẽ hở, ren hoặc gờ ngang giữ lại cặn sản phẩm, bề mặt ngang dốc hoặc có thể thoát nước trong khu vực làm việc và các bộ phận điện được xếp hạng IP65 hoặc IP66 cho phép làm sạch bằng nước rửa mà không có nguy cơ hư hỏng về điện.

Đối với sản xuất thực phẩm hoặc bao bì dược phẩm nhạy cảm với chất gây dị ứng, nơi phải ngăn chặn sự lây nhiễm chéo giữa các sản phẩm, khả năng CIP (làm sạch tại chỗ) cho đường tiếp xúc với sản phẩm - bao gồm vòi nạp, phễu chứa sản phẩm và ống chuyển - loại bỏ nhu cầu tháo rời thủ công để làm sạch, giảm cả thời gian làm sạch và nguy cơ làm sạch không hoàn toàn khỏi các bề mặt tiếp xúc với sản phẩm bị bỏ sót. Xác nhận xem nhà sản xuất máy có thể cung cấp chứng nhận thiết kế hợp vệ sinh của bên thứ ba (EHEDG, NSF hoặc 3-A) hay không nếu hệ thống chất lượng của cơ sở sản xuất hoặc yêu cầu kiểm tra của khách hàng yêu cầu.

Đánh giá tổng chi phí sở hữu ngoài giá mua

Giá mua của một máy đóng gói túi làm sẵn chỉ chiếm một phần nhỏ trong tổng chi phí sở hữu trong thời gian hoạt động từ 10 đến 15 năm. Các yếu tố chi phí sau đây cần được định lượng cùng với chi phí vốn khi so sánh máy móc từ các nhà cung cấp khác nhau ở các mức giá khác nhau.

• Tỷ lệ từ chối túi: Mỗi bao bị từ chối - cho dù do niêm phong không tốt, in sai, trọng lượng nạp không chính xác hoặc lỗi mở bao - đều thể hiện sự lãng phí sản phẩm, lãng phí vật liệu đóng gói và lãng phí thời gian máy móc. Yêu cầu dữ liệu về tỷ lệ từ chối túi từ nhà cung cấp với các điều kiện đại diện cho sản phẩm và định dạng túi của bạn, đồng thời tính toán chi phí từ chối hàng năm theo khối lượng sản xuất của bạn. Việc cải thiện tỷ lệ từ chối 1% trên máy 60 bao/phút chạy hai ca có thể tiết kiệm được hàng chục nghìn đô la hàng năm.
• Chi phí và tính sẵn có của phụ tùng thay thế: Cốc chân không, miếng đệm hàm bịt kín, vòng chữ O và ngón tay kẹp là những bộ phận tiêu hao với khoảng thời gian thay thế xác định. Yêu cầu danh sách các bộ phận tiêu hao và giá cả trước khi mua, đồng thời xác minh rằng các bộ phận có thể được lấy từ nhiều nhà cung cấp hoặc được lưu giữ trong kho phân phối tại địa phương để tránh thời gian ngừng sản xuất do thời gian sản xuất bộ phận.
• Tiêu thụ năng lượng: Gia nhiệt hàm hàn kín, vận hành hệ thống chân không và tiêu thụ khí nén để mở túi và xử lý sản phẩm đều góp phần vào chi phí vận hành. Yêu cầu thông số kỹ thuật về mức tiêu thụ năng lượng và khí nén cũng như tính toán chi phí tiện ích hàng năm theo lịch trình sản xuất của bạn. Các máy có hệ thống xử lý túi được dẫn động bằng trợ lực thay vì dẫn động bằng khí nén thường tiêu thụ khí nén ít hơn đáng kể — một chi phí thường bị đánh giá thấp trong các so sánh máy ban đầu.
• Hỗ trợ và đào tạo sau bán hàng: Một cỗ máy có năng lực kỹ thuật được vận hành bởi những nhân viên được đào tạo không đầy đủ sẽ luôn hoạt động kém hơn thông số kỹ thuật của nó. Xác nhận rằng nhà cung cấp máy cung cấp chương trình đào tạo vận hành và vận hành toàn diện tại chỗ như một phần của hợp đồng mua bán, đồng thời đánh giá khả năng hỗ trợ kỹ thuật của nhà cung cấp — thời gian phản hồi, khả năng chẩn đoán từ xa và tính sẵn sàng của kỹ sư dịch vụ địa phương — trước khi cam kết mua hàng, đặc biệt đối với các máy dành cho các cơ sở ở xa cơ sở dịch vụ của nhà cung cấp.

Máy đóng gói túi làm sẵn là một khoản đầu tư cơ sở hạ tầng sản xuất dài hạn mà lợi nhuận thu được sau nhiều năm hoạt động ổn định, tốc độ cao. Việc tiếp cận thông số kỹ thuật, đánh giá nhà cung cấp và quy trình vận hành với chiều sâu kỹ thuật và kỷ luật vận hành mà quyết định xứng đáng sẽ tạo ra các hệ thống lắp đặt mang lại năng suất, chất lượng và hiệu quả tiềm năng - trong khi những hệ thống lắp đặt vội vã chỉ dựa vào giá thường tạo ra chi phí thay thế và làm lại làm xói mòn tính kinh tế của quyết định ban đầu trong vòng hai năm đầu sản xuất.