Сравнение типов упаковочных автоматов: характеристики, производительность и форматы упаковки

Классификация упаковочных автоматов по типу и конструкции

Современное упаковочное оборудование представляет собой сложный технологический комплекс, обеспечивающий автоматизацию процессов фасовки и упаковки продукции различных категорий. Классификация упаковочных автоматов осуществляется по нескольким ключевым параметрам, определяющим их функциональные возможности и область применения.

По степени автоматизации упаковочные машины делятся на ручные, полуавтоматические и полностью автоматические системы. Ручное оборудование применяется на малых предприятиях с производительностью менее 500 упаковок в смену. Полуавтоматические машины требуют участия оператора на отдельных этапах процесса и обеспечивают производительность от 500 до 3000 упаковок в смену. Автоматические линии работают без вмешательства человека, достигая производительности свыше 10000 упаковок в час.

По способу подачи материала различают вертикальные и горизонтальные упаковочные автоматы. Вертикальные машины формируют упаковку из рулонного материала, подаваемого сверху вниз, что оптимально для сыпучих и гранулированных продуктов. Горизонтальные автоматы работают с готовыми изделиями, перемещающимися горизонтально через зону упаковки, что подходит для штучной продукции.

По типу упаковочного материала автоматы классифицируются на машины для работы с полимерными пленками, картоном, комбинированными материалами и фольгой. Каждый тип материала требует специфических параметров нагрева, давления и скорости обработки.

Вертикальные фасовочно-упаковочные автоматы

Вертикальные фасовочно-упаковочные автоматы представляют собой универсальное решение для упаковки сыпучих, порошкообразных, гранулированных и мелкоштучных продуктов. Принцип работы основан на формировании упаковки из плоского рулона пленки, которая сворачивается в рукав, заполняется продуктом и запаивается поперечными швами.

Производительность вертикальных автоматов варьируется от 20 до 180 упаковок в минуту в зависимости от модели и сложности упаковки. Базовые модели обеспечивают скорость 15-30 упаковок в минуту и подходят для малого и среднего бизнеса. Высокопроизводительные машины работают со скоростью 100-180 упаковок в минуту и применяются на крупных производствах. Фактическая производительность зависит от типа продукта, формата упаковки, веса дозы и квалификации персонала.

Типы формируемых упаковок включают пакет-подушку, саше, трехшовные и четырехшовные пакеты, дой-пак с застежкой, пакеты с плоским дном и другие форматы. Современные вертикальные автоматы могут производить более десяти различных вариантов упаковки благодаря модульной конструкции и сменным узлам.

Дозирующие системы вертикальных автоматов подбираются в зависимости от типа продукта. Мультиголовочные весовые дозаторы обеспечивают точность дозирования сыпучих продуктов с погрешностью не более 0,5%. Объемные дозаторы применяются для продуктов с стабильной насыпной плотностью. Шнековые и поршневые дозаторы используются для трудносыпучих и пастообразных продуктов.

Многоручьевые стик-пакет автоматы представляют собой специализированную категорию вертикального оборудования. Они разделяют широкое полотно пленки на несколько узких дорожек, формируя одновременно от 3 до 10 стик-пакетов. Производительность таких машин достигает 800 пакетов в минуту при работе в 10-ручьевом режиме, что эквивалентно 80 пакетам в минуту на каждый ручей.

Горизонтальные упаковочные машины

Горизонтальные упаковочные автоматы специализируются на упаковке штучных изделий в технологии флоу-пак (flow-pack). Продукт подается горизонтально через зону формирования упаковки, где пленка оборачивается вокруг изделия и запаивается продольным и поперечными швами.

Производительность горизонтальных машин составляет от 40 до 230 упаковок в минуту. Компактные модели для кондитерских изделий малого размера обеспечивают скорость 40-80 упаковок в минуту. Машины среднего класса для упаковки мороженого, вафель и печенья работают со скоростью 100-150 упаковок в минуту. Высокоскоростные автоматы для хлебобулочной продукции достигают 200-230 упаковок в минуту.

Типы упаковываемой продукции включают конфеты, шоколадные батончики, печенье, вафли, кондитерские изделия, хлебобулочную продукцию, замороженные продукты, непищевые товары. Горизонтальные автоматы обеспечивают бережную упаковку хрупких изделий благодаря плавной подаче и точному позиционированию продукта.

Система управления горизонтальных автоматов включает сервоприводы, обеспечивающие синхронизацию всех механизмов. Современные машины оснащены программируемыми контроллерами, позволяющими сохранять до 50 различных рецептур упаковки. Фотодатчики обеспечивают точное позиционирование рисунка на пленке относительно линии отреза.

Опции и дополнительное оборудование включают термопринтеры для нанесения даты изготовления, этикет-автоматы для наклеивания самоклеящихся этикеток, устройства для формирования еврослота и прорубных ручек, системы газонаполнения для продления срока хранения.

Термоусадочное упаковочное оборудование

Термоусадочные машины реализуют технологию упаковки, основанную на свойстве специальных пленок сокращаться под воздействием температуры. Пленка оборачивается вокруг продукта, запаивается, затем проходит через термокамеру или термотуннель, где усаживается и плотно облегает изделие.

Типы термоусадочного оборудования включают ручные, полуавтоматические и автоматические машины. Ручные аппараты с L-образным запайщиком обеспечивают производительность до 500 упаковок в час и применяются на малых предприятиях. Полуавтоматические машины с конвейером и термокамерой достигают производительности 1500-2000 упаковок в час. Автоматические термоусадочные линии с туннелем обрабатывают до 2400 упаковок в час.

Термоусадочные пленки разделяются на три основных типа. Полиолефиновая пленка (ПОФ) обеспечивает высокую прозрачность, глянцевый блеск и прочность, усадка происходит при температуре 160-180°C. Поливинилхлоридная пленка (ПВХ) характеризуется жесткостью и хорошей формуемостью, температура усадки 150-170°C. Полиэтиленовая пленка (ПЭ) применяется для групповой упаковки крупногабаритных изделий.

Область применения термоусадочной упаковки охватывает пищевые продукты (бутылки с напитками, молочную продукцию, кондитерские изделия), непродовольственные товары (косметику, бытовую химию, печатную продукцию, канцелярские изделия), групповую упаковку (объединение нескольких единиц товара в одну группу), паллетную упаковку (защита грузов на паллетах при транспортировке).

Преимущества термоусадочной упаковки включают привлекательный внешний вид благодаря прозрачности пленки, надежную защиту от влаги и пыли, возможность группировки товаров, снижение затрат на упаковочный материал по сравнению с картоном, стабильность упаковки при транспортировке и хранении.

Вакуумные упаковочные системы

Вакуумная упаковка представляет собой технологию удаления воздуха из упаковки с последующей герметичной запайкой. Отсутствие кислорода замедляет окислительные процессы и рост микроорганизмов, увеличивая срок хранения продукции в 3-5 раз.

Аспирационные (бескамерные) упаковщики откачивают воздух непосредственно из пакета. Максимальная глубина вакуума составляет 94%, что достаточно для бытового применения и небольших предприятий общепита. Для работы требуются специальные рифленые пакеты, по которым воздух отводится к зоне откачки. Производительность ограничена из-за необходимости предотвращения засорения фильтров при упаковке продуктов с высоким содержанием жидкости.

Камерные вакуумные упаковщики создают вакуум в специальной камере, куда помещается пакет с продуктом. Глубина вакуума достигает 99,9%, что обеспечивает максимальную защиту продукции. Камерные машины бывают настольными (для небольших производств) и напольными (для крупных предприятий), однокамерными и двухкамерными.

Роторные вакуумные автоматы представляют собой высокопроизводительное оборудование для массового производства. Несколько вакуумных камер расположены на вращающемся роторе, обеспечивая непрерывный цикл работы. Производительность роторных машин составляет от 1000 до 12000 упаковок в час. Оборудование оснащается системами CIP-мойки для автоматической санитарной обработки.

Термоформовочные вакуумные машины создают упаковку из двух рулонов пленки. Нижняя термоформируемая пленка разогревается и вытягивается в форму поддона, в который укладывается продукт. После откачки воздуха поддон запаивается верхней пленкой. Технология обеспечивает высокую степень автоматизации и применяется на крупных производствах мясной и рыбной продукции.

Типы вакуумных пакетов различаются по конструкции. Для камерных упаковщиков используются гладкие многослойные пакеты PA/PE (полиамид/полиэтилен), обеспечивающие кислородный барьер. Для аспирационных машин требуются рифленые пакеты со специальной структурой поверхности. Толщина пакетов варьируется от 60 до 120 микрон в зависимости от массы и типа продукта.

Блистерные и картонажные машины

Блистерная упаковка представляет собой пластиковую формованную ячейку, запаянную на картонную подложку или алюминиевую фольгу. Технология широко применяется в фармацевтической промышленности для упаковки таблеток и капсул, а также в пищевой и непищевой промышленности для штучных товаров.

Принцип работы блистерной машины включает несколько этапов. Термопластичная пленка (обычно ПВХ) подается с рулона и нагревается до температуры формования. Нагретая пленка формуется в ячейки заданной формы методом вакуумного или пневматического формования. В сформированные ячейки автоматически укладывается продукция (таблетки, капсулы). Алюминиевая фольга или картонная подложка накладывается на заполненные ячейки и запаивается методом термосварки или ТВЧ. Готовая блистерная лента разрезается на отдельные блистеры или карты.

Производительность блистерных машин определяется частотой вырезки и количеством формуемых ячеек за один такт. Базовые модели обеспечивают производительность 100-200 блистеров в минуту. Машины среднего класса достигают 400-600 блистеров в минуту. Высокоскоростное оборудование производит 800-1000 блистеров в минуту.

Типы блистерной упаковки различаются по используемым материалам. Блистеры Alu-PVC состоят из прозрачной ПВХ-основы и алюминиевой фольги в качестве крышки, занимают около 60% рынка благодаря низкой стоимости и прозрачности. Блистеры Alu-Alu изготавливаются из алюминиевой фольги с обеих сторон, обеспечивают максимальную защиту от влаги и света, применяются для чувствительных препаратов. Блистеры Alu-PVC-Alu имеют пластиковую основу, покрытую алюминием с обеих сторон.

Картонажные машины предназначены для автоматической упаковки блистеров, флаконов, бутылок и других изделий в картонные коробки. Современные картонажные автоматы обеспечивают производительность до 400-500 коробок в минуту. Машины выполняют формирование коробки из плоской заготовки, укладку продукции и инструкции, заправку клапанов и склейку, маркировку и выгрузку готовой упаковки.

Блистерно-картонажные линии объединяют блистерную машину и картонажный автомат в единую производственную линию. Роботизированная система Pick&Place забирает готовые блистеры и передает их в зону картонажной машины с точным позиционированием. Производительность интегрированных линий достигает 400 коробок с блистерами в минуту. Синхронизация модулей обеспечивается единой системой управления на базе сервоприводов.

Критерии выбора упаковочного автомата для производства

Выбор упаковочного оборудования является стратегическим решением, влияющим на эффективность производства, качество продукции и конкурентоспособность предприятия. Правильный подбор автомата основывается на анализе множества факторов и требует комплексного подхода.

Тип упаковываемой продукции определяет выбор категории оборудования. Сыпучие продукты (крупы, сахар, мука) требуют вертикальных автоматов с объемными или весовыми дозаторами. Штучные изделия (конфеты, печенье, хлеб) упаковываются на горизонтальных машинах. Скоропортящиеся продукты (мясо, рыба, сыры) нуждаются в вакуумной упаковке. Фармацевтическая продукция упаковывается на блистерных машинах.

Требуемая производительность рассчитывается исходя из планируемых объемов производства с учетом коэффициента эффективности работы оборудования (обычно 0,75-0,85). Необходимо предусмотреть запас производительности 15-20% для покрытия пиковых нагрузок и компенсации простоев на переналадку и техническое обслуживание.

Формат и размеры упаковки должны соответствовать техническим возможностям машины. Каждый автомат имеет ограничения по минимальным и максимальным размерам формируемой упаковки. Необходимо учитывать диапазон веса или объема дозирования продукта. Важна возможность быстрой переналадки на другие форматы упаковки без замены основных узлов.

Тип упаковочного материала определяется требованиями к защитным свойствам упаковки. Барьерные многослойные пленки обеспечивают защиту от кислорода и влаги, продлевая срок хранения. Термоусадочные материалы создают прозрачную привлекательную упаковку. Вакуумные пакеты максимально удаляют воздух из упаковки. Важно, чтобы выбранное оборудование могло работать с требуемыми типами материалов.

Уровень автоматизации и интеграция влияют на эксплуатационные расходы. Автоматические машины требуют минимального участия оператора, снижая трудозатраты. Возможность интеграции с другим оборудованием (дозаторами, конвейерами, этикетировщиками) обеспечивает создание полноценной производственной линии. Современные системы управления позволяют собирать статистику работы и интегрироваться с корпоративными информационными системами.

Надежность и сервисное обслуживание определяют стабильность производства. Следует выбирать оборудование проверенных производителей с развитой сервисной сетью. Наличие сервисного центра и склада запасных частей в регионе минимизирует простои при ремонте. Важна доступность технической документации и обучения персонала. Гарантийные обязательства производителя должны покрывать не менее 12 месяцев эксплуатации.

Соответствие стандартам и требованиям регулируется отраслевыми нормами. Оборудование для пищевой промышленности должно быть изготовлено из нержавеющей стали или пищевого пластика. Фармацевтическое оборудование соответствует стандарту GMP. Машины должны иметь сертификаты соответствия техническим регламентам Таможенного союза. Система управления должна обеспечивать документирование параметров процесса для обеспечения прослеживаемости.