دستگاه سازنده کیسه با قابلیت بسته شدن مجدد و درز دارای قفل زیپی

چگونه دستگاه‌های سازنده کیسه زیپردار کار می‌کنند: فناوری و مهندسی اصلی

دستگاه سازنده کیسه زیپردار چیست و چگونه مکانیسم‌های آب‌بندی را ادغام می‌کند؟

دستگاه‌های سازنده کیسه دارای زیپر تمام فرآیند تولید آن دسته از بسته‌بندی‌های قابل دوباره بستن را انجام می‌دهند. این دستگاه‌ها چندین مرحله را به‌صورت هم‌زمان با هم ترکیب می‌کنند که شامل شکل‌دادن فیلم، اعمال زیپرها و سپس آب‌بندی صحیح همه قطعات است. این زیپرهای کوچک پلاستیکی (که معمولاً از جنس پلی‌اتیلن یا پلی‌پروپیلن هستند) دقیقاً بین لایه‌های مختلف فیلم محافظ قرار داده می‌شوند. این اتصال توسط گرما و گاهی اوقات با استفاده از فناوری اولتراسونیک انجام می‌شود. قطعات خاصی به نام دسته‌های آب‌بندی عمودی در کنار غلتک‌های عرضی کار می‌کنند تا اطمینان حاصل شود که کیسه‌ها کاملاً در برابر ورود یا خروج هوا آب‌بندی شده‌اند. در همان زمان، این قطعات مطمئن می‌شوند که همه چیز به‌درستی در امتداد مسیر زیپر قرار گرفته شود تا زمانی که فرد دیگری کیسه را دوباره ببندد، به‌خوبی و به‌طور معمول کار کند.

ادغام زیپر و مکانیزم‌های آب‌بندی در تولید کیسه

این فرآیند زمانی آغاز می‌شود که فیلم‌ها درون چیزی به نام یوغ تشکیل‌دهنده باز شوند، که در واقع آن‌ها را به شکل یک لوله پیوسته می‌غلطاند. در همان زمان، قطعات کوچک ملزمه‌ای از روی مارپیچ‌ها به صورت همگام خارج می‌شوند و با استفاده از میله‌های جوشکاری گرمایی که دمای آن‌ها به دقت کنترل می‌شود، به لبه‌های فیلم چسبانده می‌گردند. برخی از ماشین‌های جدیدتر کار را یک گام جلوتر می‌برند و با استفاده از عملگرهای موتوری (سرفو) می‌توانند به صورت پویا کشش را تنظیم کنند. این امر استفاده بهتر از مواد را به همراه می‌آورد و در واقع میزان ضایعات را به میزان 8 تا 12 درصد نسبت به سیستم‌های مکانیکی قدیمی‌تر کاهش می‌دهد، طبق گزارش خودکارسازی بسته‌بندی سال گذشته. این موضوع واقعاً منطقی است، چون صرفه‌جویی در مواد یعنی صرفه‌جویی در هزینه‌ها برای تولیدکنندگان.

اصول مهندسی اساسی در پشت ماشین‌های تولید کیسه زیپ دار پلی‌اتیلنی

ماشین‌های سریع‌العمل کیسه زیپ دار پلی‌اتیلنی بر اساس سه اصل اساسی عمل می‌کنند:

• سازگاری مواد ضخامت فیلم (15 تا 200 میکرون) و شاخص ذوب باید با ماده زیپر هماهنگ باشد تا اتصال یکنواخت تضمین شود.
• هماهنگی دقیق : موتورهای کنترل‌شده با انکودر، پیشروی فیلم، قرارگیری زیپ و فرآیند آب‌بندی را با دقتی در حدود ±0.1 میلی‌متر هماهنگ می‌کنند.
• مدیریت حرارتی : گرمایش دو منطقه‌ای سطوح آب‌بندی را در محدوده 120 تا 180 درجه سانتی‌گراد حفظ می‌کند، از تاب‌بردن فیلم جلوگیری می‌کند و چسبندگی قوی را تضمین می‌نماید.

دوام در مقابل سرعت: عوامل کلیدی تعیین‌کننده در یکپارچه‌سازی زیپ

دستگاه‌هایی که تمرکز اصلی‌شان روی دوام است، مانند دستگاه‌های مورد استفاده در بسته‌بندی پزشکی، معمولاً حدود 40 تا 60 کیسه در دقیقه پردازش می‌کنند، چرا که نیازمند دوره‌های خنک‌کننده طولانی‌تری بین عملیات‌ها هستند. اما سیستم‌های مخصوص بسته‌بندی مواد غذایی داستانی متفاوت دارند و بسادگی سرعتی بالاتر از 200 کیسه در دقیقه را تجربه می‌کنند، چرا که آب‌بندی‌های آن‌ها بسیار سریع‌تر انجام می‌شود. بر اساس گزارش‌های اخیر صنعتی از نشریه مواد بسته‌بندی (2023)، کاهش حدود 20 درصدی زمان چرخه در واقع منجر به کاهش حدود 15 درصدی شکست‌های زیپ می‌شود. سیستم‌های IoT جدید در حال تغییر رویکرد تولیدکنندگان به این تعادل هستند. این سیستم‌های هوشمند به‌صورت لحظه‌ای ضخامت لایه آب‌بندی را نظارت می‌کنند و به‌صورت خودکار پارامترها را تنظیم می‌کنند تا استانداردهای کیفی را در تمامی چرخه‌های تولید حفظ کنند.

انواع ماشین‌های ساخت کیسه: مقایسه سیستم‌های VFFS، HFFS و درز جانبی

مقایسه VFFS و HFFS: درک تفاوت‌ها در تولید کیسه‌های قابل بسته شدن مجدد

دستگاه‌های فرم‌دهی-پرکننده-درزگیری عمودی (VFFS) در سراسر دنیای تولید کیسه‌های قابل بسته‌بندی مجدد به‌صورت گسترده‌ای یافت می‌شوند. این دستگاه‌ها می‌توانند تقریباً ۲۲۰ عدد کیسه در دقیقه تولید کنند که برای مواردی مانند بسته‌های قهوه و کیسه‌های شیرینی بسیار مناسب است. فرآیند به این صورت است: ابتدا دستگاه فیلم پلاستیکی را حول یک قطعه به نام یقه فرم‌دهنده (forming collar) شکل می‌دهد، سپس تمام مراحل درزگیری، پرکردن و برش را در یک حرکت روان انجام می‌دهد. بر اساس برخی اعداد صنعتی از گزارش کارایی بسته‌بندی سال گذشته، این روش در مقایسه با بسته‌بندی‌های سفت و سختی که گاهی اوقات دیده می‌شود، حدود ۱۸ درصد در مصرف مواد صرفه‌جویی می‌کند. حال بیایید درباره سیستم‌های فرم‌دهی-پرکننده-درزگیری افقی (HFFS) صحبت کنیم. این دستگاه‌ها به صورت جانبی کار می‌کنند نه عمودی، بنابراین معمولاً برای محصولات بزرگتر یا ظریف‌تری مانند وعده‌های منجمد مناسب‌تر هستند. البته دستگاه‌های HFFS می‌توانند به سرعتی حدود ۲۹۰ عدد کیسه در دقیقه برسند، اما یک مشکل دارند. این دستگاه‌ها به اندازه حدود ۳۰ درصد فضای بیشتری روی کف کارخانه نیاز دارند و درست به خوبی با چیزهایی مثل مواد پودری کار نمی‌کنند.

چگونه دستگاه‌های کیسه‌ساز پیش‌ساخته در تولید کیسه‌های دارای درز محکم کمک می‌کنند

دستگاه‌های کیسه‌ساز پیش‌ساخته در طراحی‌های پیچیده درز محکم که از توان سیستم‌های VFFS یا HFFS فراتر است تخصص دارند. با استفاده از فرآیند درزگیری حرارتی کیسه‌های پیش‌ساخته با درزهای یکپارچه، این دستگاه‌ها امکان ارائه موارد زیر را فراهم می‌کنند:

• درزبندی با دقت 99.8 درصدی برای محصولات حساس به اکسیژن
• سازگاری با فیلم‌های نفوذگیرکننده چندلایه‌ای که در بسته‌بندی دارویی و مواد غذایی گران‌قیمت استفاده می‌شوند
• انعطاف‌پذیری در طراحی برای ویژگی‌های سفارشی مانند دهانه‌های ریختنی، نشانه‌های پارگی و لبه‌های شیب‌دار

دستگاه‌های ساخت کیسه با درز جانبی: نقش، ویژگی‌ها و کاربردهای با سرعت بالا

دستگاه‌های درز جانبی به سرعت و کارایی تأکید دارند و بیش از 500 عدد کیسه بازپذیر پایه را در دقیقه برای کاربردهای صنعتی مانند قطعات فلزی یا پودرهای دانه‌ای تولید می‌کنند. طراحی تک‌درزی آن‌ها 15 درصد انرژی کمتری نسبت به سیستم‌های VFFS مصرف می‌کند و راه‌حلی مقرون‌به‌صرفه برای نیازهای بسته‌بندی با حجم بالا و طراحی ساده به شمار می‌رود.

مواد و فناوری‌های فیلم مورد استفاده در کیسه‌های بازپذیر با عملکرد بالا

فیلم‌های چندلایه و فیلم‌های سدکننده: انتخاب مواد برای ماشین‌های ساخت کیسه با قابلیت بسته‌شدن مجدد

روش تولید کیسه‌های دوباره قابل بسته‌شدن در حال حاضر به شدت به این فیلم‌های چندلایه‌ای خاص بستگی دارد که باید به اندازه کافی قوی باشند تا محتوا را نگه دارند، مانع خوبی نسبت به عوامل خارجی ایجاد کنند و همچنان به خوبی در فرآیندهای تولید کار کنند. اکثر کیسه‌ها این ساختار پنج لایه‌ای معمولی را دارند که در آن پلی‌اتیلن خاصیت خوب بسته‌شدنی را به کیسه می‌دهد و سپس یا EVOH یا نوعی پوشش فلزی اضافه می‌شود تا از ورود اکسیژن جلوگیری شود. طبق گزارش تحلیلگران بسته‌بندی از سال گذشته، این ترکیب می‌تواند ماندگاری مواد غذایی خشک را دو برابر کند قبل از اینکه فاسد شوند. این فیلم‌های با عملکرد بالا اکنون بسیار محبوب شده‌اند و تقریباً هفت دهم بسته‌بندی‌های در بازار مواد غذایی انعطاف‌پذیر را به خود اختصاص داده‌اند. این فیلم‌ها کار را به خوبی انجام می‌دهند که رطوبت را بیرون نگه دارند، از نفوذ اشعه‌های مضر فرابنفش جلوگیری کنند و از ورود میکروارگانیسم‌ها جلوگیری کنند به طوری که حتی در آزمایش‌های کارخانه‌ای، نشت بسیار اندکی دارند - کمتر از نیم درصد طبق آزمایش‌های اخیر.

سازگاری فیلم با تولید خودکار کیسه دارای درز

برای ادغام صحیح درزها در بسته‌بندی، نیاز به فیلم‌هایی با شاخص جریان ذوب در محدوده 2 تا 10 گرم در 10 دقیقه است. این محدوده به ایجاد جوش‌های یکنواخت و درزهای محکمی کمک می‌کند که همه به دنبال آن هستند. در مورد درزهای اولتراسونیک که در خطوط تولید با سرعت بیش از 200 کیسه در دقیقه به طور گسترده استفاده می‌شود، عامل دیگری نیز وجود دارد. مواد فیلم نباید بیش از 12 درصد بلورینگی داشته باشند، در غیر این صورت در حین فرآیند ترک‌هایی مشاهده خواهیم کرد. برخی از تجهیزات جدید موجود در بازار امروزه از طریق سیستم‌های بینایی، هوش مصنوعی را در خود جای داده‌اند. این سیستم‌های هوشمند قادر به تشخیص تفاوت‌های ضخامت تا حدود 2 میکرون هستند که در تولید کیسه‌های سنگین‌ وزن که باید بتوانند وزنی بیش از 15 کیلوگرم را بدون شکستن تحمل کنند، تفاوت بزرگی ایجاد می‌کند.

فیلم‌های پایدار و درزهای قابل بازیافت: پاسخگویی به نیازهای بسته‌بندی دوستدار محیط زیست

فیلم‌های یک ماده‌ای از جنس پلی‌اتیلن (PE) که واقعاً قابل بازیافت هستند، از سال 2022 تاکنون مصرفشان حدود 142 درصد افزایش یافته است. این رشد عمدتاً ناشی از نیاز شرکت‌ها به رعایت مقرراتی است که در دستورالعمل بسته‌بندی اتحادیه اروپا برای سال 2025 وضع شده است. بررسی خواسته‌های مشتریان امروزی نیز روند دیگری را آشکار می‌کند که قابل توجه است. گزارش اخیری که انجمن بسته‌بندی انعطاف‌پذیر منتشر کرده (2024)، نشان می‌دهد که حدود هشت در ده مصرف‌کننده به دنبال بسته‌بندی‌هایی هستند که دوباره قابل سفت کردن باشند و نحوه بازیافت آنها به وضوح مشخص شده باشد. برای پاسخگویی به این نیاز روزافزون، بسیاری از تولیدکنندگان اکنون در بسته‌بندی‌های خود زیپ‌هایی را از مواد زیستی حاصل از نیشکر به جای پلاستیک‌های سنتی به کار می‌برند. با این حال، هنوز کارهایی در زمینه گزینه‌های تجزیه‌پذیر در محیط کمپوست مانند زیپ‌های ساخته شده از PLA باقی مانده است. این گزینه‌های جایگزین عملکرد خوبی ندارند و استحکامی حدود سه چهارم زیپ‌های HDPE معمولی دارند. علاوه بر این، آنها در فرآیندهای تولید با سرعت بالا، بالاتر از حدود 150 چرخه در دقیقه، با مشکل مواجه می‌شوند.

کاربردهای صنعتی ماشین‌های سازنده کیسه قابل بسته‌بندی مجدد

بسته‌بندی مواد غذایی: حفظ تازگی با فناوری قفل کشویی

ماشین‌های کیسه قفل‌دار که به صورت خودکار کار می‌کنند، نحوه نگهداری مواد غذایی تازه را در حال تغییر داده‌اند. این ماشین‌ها فیلم‌های چندلایه خاصی را که معمولاً از پلی‌اتیلن (PE) ترکیب شده با EVOH برای جلوگیری از نفوذ هوا و رطوبت ساخته شده‌اند را می‌بندند. نتیجه چیست؟ بنا به گزارش سال گذشته نشریه Packaging Digest، هدررفت مواد غذایی حدود ۳۰ درصد کاهش می‌یابد. وقتی قفل‌ها به طور یکنواخت روی کیسه‌ها اعمال شوند، آنها آب‌بندی‌های قابل اطمینانی ایجاد می‌کنند که برای مواد فاسدشدنی اهمیت زیادی دارد. به فکر کیسه‌های خوراکی، کیسه‌های قهوه یا وعده‌های منجمد شده در خانه باشید. یک آب‌بندی خوب به این معنی است که این محصولات پس از باز شدن تا مدت طولانی‌تری تازه باقی می‌مانند.

بسته‌بندی پزشکی: استریل بودن و دست‌نخورده بودن در راه‌حل‌های قابل بسته‌بندی مجدد

در کاربردهای دارویی و داروسازی، سیستم‌های خودکار کیسه‌های دوباره قابل بسته شدن با درزهای ضد‌دستکاری و استریل تولید می‌کنند. درزبندی با فرکانس بالا، درزهایی ایجاد می‌کند که با استریل‌کردن گاما سازگار هستند، در حالی که مناطق فیلم‌های شفاف امکان بازرسی بصری را بدون اینکه بتوانند یکپارچگی را تحت تأثیر قرار دهند فراهم می‌کنند - امری ضروری برای رعایت مقررات و ایمنی بیمار.

روند بسته‌بندی مصرف‌کننده که تقاضا برای کیسه‌های دوباره قابل بسته شدن را افزایش می‌دهد

تقاضا برای کیسه‌های دوباره قابل بسته شدن از سال 2021 تاکنون ۲۴ درصد رشد کرده است (Smithers 2023)، که توسط رشد تجارت الکترونیکی و ترجیح مصرف‌کنندگان برای کنترل ن portion (ن portion) تحریک شده است. ماشین‌های جدید امکان ویژگی‌هایی مانند درزهای قابل بازگشایی، نشانگرهای پارگی و مناطق چاپی قابل تنظیم را فراهم می‌کنند - نقاط کلیدی در دسته‌های غذای حیوانات خانگی، مواد شوینده خانگی و مراقبت شخصی.

مطالعه موردی: تغییر یک برنده برجسته سبکی به دستگاه خودکار تولید کیسه‌های زیپ‌دار

یک تولیدکننده بین‌المللی نوشیدنی‌ها و خوراکی‌های سبک، پس از انتقال به دستگاه‌های کیسه زیپر VFFS با اپلیکاتورهای ادغام‌شده، 18٪ از ضایعات مواد خام خود را کاهش داد. این سیستم که با ظرفیت 160 عدد کیسه در دقیقه کار می‌کند، امکان تولید سریع کیسه‌های قابل بازگشایی مخلوط خشکبار را فراهم کرد و نیازهای خرده‌فروشان در مورد بسته‌بندی پایدار و کاربردپسند را برآورده نمود.

این انتقال چندصنعتی نشان می‌دهد که دستگاه‌های تولید کیسه قابل بازگشایی چگونه به‌طور موثری سرعت، دوام و عملکرد را با یکدیگر ترکیب می‌کنند.

آینده ماشین‌های سازنده کیسه: اتوماسیون هوشمند و خطوط تولید یکپارچه

بسته‌بندی هوشمند و اتوماسیون: افزایش بهره‌وری ماشین‌های سازنده کیسه

امروزه بیشتر ماشین‌های پیشرفته سازنده کیسه با سیستم‌های کنترل کیفیت مجهز به هوش مصنوعی عرضه می‌شوند که طبق گزارش اخیر مؤسسه بسته‌بندی، حدود 35% از هدررفت مواد را بدون کاهش سرعت تولید زیر 500 کیسه در دقیقه کاهش می‌دهند. چیزی که واقعاً در این فناوری قابل توجه است، ترازبندی فوق‌العاده دقیق زیپرها در محدوده 0.2 میلی‌متر در هر دو جهست. این به معنای آن است که دیگر تولیدکنندگان نیازی ندارند بین سرعت بالا یا ایجاد اتصالات با کیفیت در محصولاتشان انتخاب کنند. همچنین نباید از قلم افتاد که سیستم‌های دیداری درون این ماشین‌ها نیز وجود دارند. این سیستم‌ها تقریباً بلافاصله مشکلات مربوط به کشش فیلم را تشخیص می‌دهند و قبل از ایجاد مشکل آن‌ها را رفع می‌کنند. کارخانه‌هایی که از این سیستم استفاده می‌کنند معمولاً حدود یک چهارم کمترین زمان توقف ماشین‌آلات را نسبت به مدل‌های قدیمی‌تر تجربه می‌کنند.

صنعت 4.0 و اینترنت اشیاء: نظارت در زمان واقعی در تولید کیسه‌های دارای زیپر

دستگاه‌های مجهز به اینترنت اشیا (IoT) داده‌های زنده‌ای را در خصوص بیش از 15 معیار عملکردی از طریق داشبوردهای متمرکز ارائه می‌دهند. بر اساس مطالعه انجمن بسته‌بندی و ماشین‌آلات تولید 2024 (PMMI)، واحدهایی که از پایش زنده تولید استفاده می‌کنند، به طور متوسط 22 درصد بهره‌وری بیشتری در کل بهره‌وری تجهیزات (OEE) داشته‌اند. بهبودهای کلیدی عبارتند از:

آینده: خطوط کاملاً یکپارچه از اکستروژن فیلم تا کیسه‌های زیپ‌دار نهایی

خطوط تولید جدید اکستروژن، چاپ، زیپ‌ها و تشکیل کیسه را در یک فرآیند یکپارچه با هم ترکیب می‌کنند. وقتی شرکت‌ها دیگر مجبور نباشند محصولات را بین ماشین‌های مختلف جابجا کنند، زمان اتلافی کاهش می‌یابد. کاری که قبلاً سه روز زمان می‌برد، اکنون برای سفارش‌های خاص کیسه‌های قابل بسته‌بندی مجدد، در کمتر از هشت ساعت انجام می‌شود. کارخانه‌هایی که قبلاً به این سیستم تغییر مدل داده‌اند، می‌گویند می‌توانند در صورت نیاز طراحی‌ها را دو برابر سریع‌تر اصلاح کنند. این سرعت امروزه اهمیت زیادی دارد، چون خریداران آنلاین به طور مداوم انتظارات خود را از گزینه‌های بسته‌بندی انعطاف‌پذیر تغییر می‌دهند.

‫سوالات متداول‬

دستگاه‌های سازنده کیسه زیپ‌دار چیست؟

دستگاه‌های سازنده کیسه زیپ‌دار سیستم‌های خودکاری هستند که کیسه‌های قابل بسته‌بندی مجدد را با ایجاد فیلم، اعمال زیپ و سیل کردن تولید می‌کنند.

سیستم‌های VFFS و HFFS چه تفاوتی با هم دارند؟

دستگاه‌های VFFS بصورت عمودی کار می‌کنند و برای بسته‌های کوچکتر مناسب هستند، در حالی که دستگاه‌های HFFS بصورت افقی کار کرده و برای اقلام بزرگتر استفاده می‌شوند.

چه موادی برای کیسه‌های قابل بسته‌بندی مجدد با عملکرد بالا استفاده می‌شود؟

فیلم‌های چندلایه با پلی‌اتیلن، EVOH یا پوشش‌های فلزی برای ایجاد موانع با عملکرد بالا استفاده می‌شوند.

دستگاه‌های جدید چگونه راه‌حل‌های بسته‌بندی دوستدار محیط زیست را در خود ادغام می‌کنند؟

دستگاه‌های اخیر از مواد قابل بازیافت و زیپرهای مبتنی بر مواد زیستی برای تأمین نیازهای دوستدار محیط زیست استفاده می‌کنند.

چه پیشرفت‌هایی در خودکارسازی هوشمند برای تولید کیسه ایجاد شده است؟

سیستم‌های هوش مصنوعی و اینترنت اشیا بهینه‌سازی کارایی و کیفیت تولید را فراهم کرده، منجر به کاهش ضایعات و بهبود در بسته‌بندی می‌شوند.