VFFS-Maschinen (Vertikale Schlauchbeutelmaschinen, Pulverabfüllsysteme)

1. Einführung in VFFS-Maschinen

Was ist eine Vertikale Schlauchbeutelmaschine (VFFS)?

Vertikale Abfüllmaschinen sind eine weit verbreitete Bauart, die in verschiedenen Industrien zur Abfüllung von Materialien in kleine Verpackungen eingesetzt wird. Sie wird in der chemischen Industrie (z. B. für Waschmittel) und insbesondere in der Lebensmittelindustrie zur Abfüllung von Pulvern und gelegentlich auch von körnigeren Produkten (z. B. Süßigkeiten) verwendet.

VFFS-Maschinen sind automatisiert, um die für industrielle Anwendungen erforderlichen Abfüllkapazitäten zu erreichen, und daher mit mehreren Komponenten ausgestattet, die koordiniert aktiviert werden müssen, um einen ordnungsgemäßen Abfüllvorgang zu gewährleisten. Da diese Art von Maschinen in der Industrie weit verbreitet ist, finden Ingenieure, die mehr über VFFS-Maschinen erfahren möchten, auf dieser Seite Informationen über die Abfüllsequenz und die verschiedenen auf dem Markt erhältlichen Ausführungen von Füllsystemen. Die Informationen konzentrieren sich auf die Pulverabfüllung.

2. Funktionsprinzip: der Abfüllvorgang

Wie funktionieren Vertikale Schlauchbeutelmaschinen (VFFS)?

2.1 Aufbau einer VFFS-Maschine

Eine vertikale Verpackungsmaschine wie die VFFS besteht aus folgenden Abschnitten:

• Dosiersystem
• Formbereich
• Folienzuführung und -ausrichtung
• Versiegelung und Schneiden

Das folgende Schema einer Vertikalen Schlauchbeutelmaschine zeigt die verschiedenen Komponenten der Maschine und ihr Funktionsprinzip:

Abbildung 1: Abfüllschritte und Komponenten einer typischen VFFS-Maschine

2.2 Abfüllsequenz

SCHRITT 1: Abrollen des Verpackungsmaterials

Das Verpackungsmaterial, z. B. Aluminiumfolie, Kunststofflaminat oder sogar Papier, wird in Rollen angeliefert. Das Material muss daher abgerollt bzw. "abgewickelt" werden, um verwendet zu werden.Die Folie wird mithilfe mehrerer Rollen und eines gewichteten Schwenkarms gespannt, um sie für die Formgebung vorzubereiten. Der Abwickler befindet sich auf der Rückseite der Maschine.

SCHRITT 2: Formgebung des Beutels

Das Material wird flach und gespannt zum Füllrohr geführt. Allerdings muss dem Verpackungsmaterial zunächst die Beutelform gegeben werden, um den Füllvorgang durchführen zu können. Dies erfolgt durch einen speziellen Teil des Formrohrs, den sogenannten Formschulter- oder Formkragen. Das Verpackungsmaterial wird dann um das Formrohr gewickelt und entlang des Rohrs gezogen, wodurch die nächsten Stufen des Füllprozesses ermöglicht werden.

Unmittelbar nach der Formgebung sind Abzugsbänder installiert, um die Folie zu bewegen (in einigen Ausführungen werden die Siegelbacken zum Ziehen der Folie verwendet).

SCHRITT 3: Vertikales Versiegeln

Sobald das Verpackungsmaterial fest um das Formrohr gewickelt ist, kann eine erste seitliche Versiegelung erfolgen. Der Formkragen und die Breite der Verpackungsrolle müssen so bemessen sein, dass sich das Material beim Umwickeln des Rohrs überlappt. Ein Paar Siegelbacken oder Siegelstempel, wird dann verwendet, um die beiden überlappenden Materialteile gegeneinander zu pressen und durch Erwärmung zu verschweißen, um eine Seitennaht zu erzeugen. Zu beachten ist, dass es verschiedene Arten (Formen) von Siegelnähten gibt.

SCHRITT 4: Bodenversiegelung

Das Produkt kann noch nicht in das Füllrohr gefüllt werden, da der Beutel noch keine Bodennaht aufweist. Dies erfolgt durch ein weiteres Paar Siegelbacken, die das Material ebenfalls durch Druck und Erwärmung verschweißen.

Das Material wird dann um eine Länge abgezogen, die der gewünschten Beutellänge entspricht.

SCHRITT 5: Produktbefüllung

Das Dosiersystem das über dem Formrohr positioniert ist, kann schließlich aktiviert werden, um die abzumessende Produktmenge zu dosieren. Das Material fällt durch das Formrohr in den hergestellten, offenen Beutel.

Die Produktabfülltechnologie kann verschiedene Typen umfassen:

• Mehrkopfwaage: Ein spezifisches Dosiersystem ist über der Abfüllmaschine installiert und gibt die exakte Menge an vorgewogenem Material ab, wenn die Abfüllmaschine bereit ist, es aufzunehmen. Das Wiegen kann mit Linearwaagen (relativ langsam) oder Kombinationswaagen (sehr schnell und präzise, aber in der abzuwiegenden Menge begrenzt) erfolgen. Besonders geeignet für körnige Produkte, z. B. Nüsse oder Kroketten in Tiernahrung. Ermöglicht auch Co-Dosierung und Mischung (dosiert z. B. zwei Komponenten separat und gibt sie gleichzeitig in die Verpackung ab).

• Schneckendosierung: Dieses Dosiersystem verwendet eine vertikal in einem Trichter positionierte Schnecke, um die benötigte Materialmenge in den Beutel zu dosieren. Es eignet sich gut für Pulver, da es geschlossen ist und Staubemissionen vermeidet. Obwohl es sich um ein volumetrisches System handelt, sorgt der Einsatz von Servomotoren für eine präzise Steuerung der Schnecke und damit für eine hohe Dosiergenauigkeit. Solche Schneckensysteme ermöglichen mehrere Bahnen in einer einzigen Maschine und erhöhen so die Kapazität.
• Volumetrische Becherdosierung: Eine einfache Lösung, bei der das Material durch Schwerkraft in Becher mit definiertem Volumen fließt. Zuverlässig nur bei sehr gut fließfähigen Pulvern mit konstanter Dichte. Um die Dosiermenge zu ändern, müssen die Becher ausgetauscht werden, was weniger flexibel ist als z. B. die Schneckendosierung, bei der die Anzahl der Schneckenumdrehungen angepasst werden kann.
• Flüssigkeitsdosierung: Es ist wichtig zu erwähnen, dass VFFS-Maschinen auch für die Abfüllung von Flüssigkeiten angepasst werden können.

SCHRITT 6: Oberversiegelung

Sobald die Produktdosierung abgeschlossen ist, werden dieselben Siegelbacken, die die Bodennaht erstellt haben, erneut aktiviert, um diesmal die Obernaht zu erzeugen und den Beutel zu verschließen.

Zu beachten ist, dass bei einigen Ausführungen die Siegelbacken auch eine vertikale Auf- und Abwärtsbewegung ausführen können, wodurch die Folie durch die gesamte Maschine gezogen und von der auf dem Abwicklerpositionierten Rolle abgezogen wird.

SCHRITT 7: Schneiden und Austrag

Nach dem Verschließen des Beutels wird dieser abgeschnitten und fällt in ein Sammelsystem, in der Regel ein Förderband, das den Beutel zur nächsten Verpackungsstufe (z. B. Verpacken in Kartons) transportiert.

2.3 Diskontinuierliche oder kontinuierliche Befüllung

Bei einfacheren VFFS-Verpackungsmaschinen werden die oben genannten Schritte sequenziell durchgeführt. Es gibt jedoch auch schnellere Ausführungen, die einen kontinuierlichen Prozess ermöglichen und von einigen Herstellern angeboten werden.

Je nach Technologie geben Hersteller Füllgeschwindigkeiten von 30 bis 80 Beuteln pro Minute für diskontinuierliche VFFS-Verpackungsmaschinen und 100–200 oder sogar bis zu 300 Beuteln pro Minute für kontinuierliche Vertikale Schlauchbeutelmaschinen an.

3. Beutelarten

VFFS-Maschinen können an verschiedene Beutelarten angepasst werden. Typische Beutelformen für VFFS-Verpackungsmaschinen sind nachstehend dargestellt:

4. Anwendungen von VFFS-Verpackungsmaschinen

VFFS-Maschinen (Vertikale Schlauchbeutelmaschinen) werden in einer Vielzahl von Industrien eingesetzt, um unterschiedliche Produkte zu verpacken. In der Lebensmittelindustrie werden VFFS-Maschinen zur Verpackung einer breiten Palette von Produkten wie Snacks, Backwaren und Frischprodukten verwendet. In der pharmazeutischen Industrie dienen sie zur Verpackung von Pillen, Tabletten und anderen Medikamenten. Weitere Branchen, die VFFS-Maschinen nutzen, sind Tiernahrung, Haushaltsprodukte und Körperpflegeprodukte. Die Vielseitigkeit und Flexibilität von VFFS-Maschinen machen sie für die Verpackung von Produkten unterschiedlicher Formen, Größen und Konsistenzen geeignet. Durch die Möglichkeit, Verpackungsmaterial, -größe und -form anzupassen, können VFFS-Maschinen an die spezifischen Anforderungen jedes Produkts und jeder Branche angepasst werden.

5. Hersteller von VFFS-Maschinen

Überlegen Sie, eine VFFS-Verpackungsmaschine zu kaufen?

Es gibt viele Hersteller, die Vertikal-Schlauchbeutelmaschinen (VFFS) anbieten, jedoch kann die Qualität der Lieferung stark variieren, da diese Maschinen – insbesondere Hochgeschwindigkeitsmodelle – eine hohe Präzision in Konstruktion und Montage erfordern, um in Fabriken zuverlässig zu arbeiten. Im Zweifel sollten 4–5 Lieferanten kontaktiert und zunächst technische Gespräche geführt werden, z. B. unter Verwendung der Informationen dieses Artikels, um deren technisches Niveau zu bewerten. Falls überzeugend, sollten Referenzen des Herstellers angefordert werden, um sicherzustellen, dass dieser bereits Erfahrung in der angestrebten Anwendung besitzt.

Einige Unternehmen, die für Details und Verkäufe konsultiert werden können: http://www.petra-pack.com/

(Hinweis: Dieses Unternehmen hat keine Verbindung zu PowderProcess.net)