Flüssigkeit vs. Paste vs. Pulver vs. Granulat: Welche Beutelfüll- und Verschließmaschine passt zu Ihnen?

In Zeiten, in denen hochentwickelte Verpackungsmaschinen üblich sind, findet die Verpackung von Einzeldosen aufgrund ihrer Bequemlichkeit, Präzision in der Dosierung und Erhaltung der Frische viele Anwendungen in der Lebensmittelindustrie, der Pharmaindustrie und der chemischen Industrie. Ganz gleich, ob es sich um Tomatenketchup in einem Fast-Food-Laden, Instant-Granulat von Medikamenten in einer Apotheke oder eine Shampoo-Packung in einem Hotel handelt, der Erfolg solcher Pakete hängt von der effektiven Verwendung ab Maschine zum Füllen und Verschließen von Beutelns.

Da jedoch eine Vielzahl verfügbarer Rohstoffe zur Verfügung stehen, wird die Auswahl der geeigneten Ausrüstung für Ihre Anforderungen zu einer praktischen Frage. In diesem Artikel erhalten Sie Informationen zu Materialeigenschaften, technischen Parametern und Faktoren, die beim Kauf der Sachet-Füll- und Verschließmaschine zu berücksichtigen sind.

1. Auswahl der Maschine zum Füllen und Verschließen von Beuteln: Vier Kernmaterialtypen

Der physische Zustand des Produkts ist der erste entscheidende Aspekt bei der Auswahl einer Sachet-Füll- und Verschließmaschine, da unterschiedliche Fließfähigkeit, Viskosität und Oberfläche unterschiedlich sind

Spannung und Partikelgröße erfordern völlig unterschiedliche Dosiersysteme, um eine genaue Dosierung zu gewährleisten.

Flüssige Produkte und niedrigviskose Dosiersysteme

Frei fließende Flüssigkeiten wie Leitungswasser, Säfte, flüssige Reinigungsmittel, Mundwässer und Flüssigkeiten auf Alkoholbasis haben einen geringen Strömungswiderstand, verursachen jedoch bei hohen Geschwindigkeiten in vertikalen Taktmaschinen Schwierigkeiten beim Spritzen, Schwappen und Tropfen von Flüssigkeiten. In dieser Situation kommen die Ventile oder Verdrängerkolbenpumpen der herkömmlichen schwerkraftgespeisten Typen zum Einsatz.

Technische Details:

• Anti-Tropf-Geräte: Bei niedrigviskosen Flüssigkeiten verwenden spezielle vertikale Formfüller und Verschließgeräte servoangetriebene Peristaltik- und Kolbenpumpen zusammen mit Anti-Tropf-Düsen.
• Schutz des Dichtungsbereichs: Bei den Anti-Tropf-Düsen für Flüssigkeiten mit niedriger Viskosität werden diese zurückgezogen, um sicherzustellen, dass kein Tropfen in den Dichtungsbereich gelangt.
• Hohe Siegeldurchgangsrate: Der Schutz der Foliensiegel vor jeglicher Kontamination gewährleistet deren Schutz vor dem Platzen aufgrund des Transportdrucks und sorgt für hohe Siegeldurchgangsraten von mehr als 99,51 TP3T.

Pastenprodukte und Handhabung von hochviskosen Produkten

Verschiedene viskose und nicht-Newtonsche Flüssigkeiten wie Tomatenmark, Erdnussbutter, Honig, kosmetische Cremes, Salben und Fette fließen aufgrund der Schwerkraft nicht auf natürliche Weise. Die Verwendung normaler Trichter beim Dosieren dieser Pasten führt zur Bildung von Lufteinschlüssen und zu großen Gewichtsunterschieden.

Zu den Kernthemen des Designs gehören:

• Zwangszuführung: Für diese Materialien sind aktive Spender erforderlich, die mit beheizten Trichtern, Rührmechanismen oder pneumatischer Druckhilfe ausgestattet sind.
• Hochleistungspumpen: Dichte Pasten in der Lebensmittel- und Chemieindustrie sind weitgehend auf Hochleistungspumpenausrüstung angewiesen.
• Präzise Dosierung: Mit Präzisionsschneckenextrusion oder Drehkolbenpumpe hält das Gerät die Fülltoleranzen bei ±1% und drückt aktiv dicke Paste in das Formrohr, ohne dass es zu einer Einschnürung oder zum Einklemmen von Produkten an den Dichtungsrändern kommt.

Pulvermaterialien und staubdichte Technik

Pulverförmige Produkte bieten ein völlig anderes physikalisches Problem. Feine Pulver wie Instantkaffee, Matcha-Pulver, pharmazeutische Pulver, Milchpulver und chemische Reagenzien weisen unterschiedliche Schüttdichten auf, erzeugen Staub in der Luft und nehmen leicht Feuchtigkeit aus der Atmosphäre auf, was zu Verklumpungen im Einfüllschacht führt.

Wichtige Merkmale des Prozesses sind:

l Servobetriebene Schneckenfüller: Bei einer Pulverbeutelfüllmaschine verwendet die Beutelfüllmaschine eine vertikale Dosierschnecke, die in einem versiegelten Trichter installiert ist, und die Drehzahl bestimmt das Ausmaß der Verdrängung.

• Rührentlüftung: Durch das Rühren bleibt das Pulver entlüftet und bei konstanter Schüttdichte verdichtet.
• Staubeindämmungssystem: Bei der Pulververpackung in einer großflächigen oder staubigen Umgebung verwenden spezielle Pulververpackungsgeräte einen vollständig geschlossenen Fülltrichter, eine Vakuumfüllausrüstung und ein Staubabsaugsystem, das die Staubkonzentration in der Fabrik unter 5 mg/m³ hält.

Granulatmaterialien und schnelle volumetrische Materialabgabe

Körnige Materialien wie Kristallzucker, Kristallsalz, getrocknete Kräuter, Kieselgel, Samen und kleine Hardwarekomponenten zeichnen sich durch eine einheitliche geometrische Form, die gleiche Dichte und eine hohe Fließgeschwindigkeit unter der Schwerkraft aus. Da Granulate nicht wie kohäsiv gebundene Pulver aneinander haften, können Granulate mit höheren Liniengeschwindigkeiten dosiert werden.

Zu den wichtigen Merkmalen gehören:

• Volumenbecher und Wiegen: Eine Maschine für Granulat ist normalerweise entweder eine volumetrische Bechermaschine oder eine elektronische Kombinationswaage.
• Schonender Umgang mit Materialien: Maschinen für körnige Materialien sind im Allgemeinen mit einer einstellbaren volumetrischen Becherscheibe in Verbindung mit elektromagnetischen Vibrationszuführtischen für eine schonende Handhabung zerbrechlicher Produkte ausgestattet.
• Schnelle Ausgabegeschwindigkeit: Ein solches System ermöglicht die kontinuierliche Handhabung der Materialien, ohne die zerbrechlichen Partikel zu zerbrechen, mit konstanten Ausgabegeschwindigkeiten von 40–70 Einheiten pro Minute und Spur.

2. Vergleichsmatrix für Beutelfüll- und -verschließmaschinen: Bewertung der Kernleistung

Um herauszufinden, warum diese vier Materialgruppen sowie die damit arbeitenden Maschinenkonstruktionen als Industriestandards gelten, muss man die Auswirkungen berücksichtigen, die der physikalische Zustand eines Stoffes auf das Funktionsprinzip von Verpackungsmaschinen hat. Alle vier unten vorgestellten Beutelfüll- und -verschließmaschinen von ZONESUN wurden bewusst ausgewählt, da sie jede der vier Arten von Substanzen repräsentieren, die üblicherweise in flexiblen Verpackungen verwendet werden: Flüssigkeiten, Pasten, Pulver und Granulat. Jede Maschine hat ihre eigene spezielle Art der Befüllung.

Durch den Vergleich dieser Maschinen erhalten Sie eine Vorstellung davon, welche Art von Beutelfüll- und Verschließmaschine für Ihre speziellen Materialien am besten geeignet ist.

3. Wichtige Kauffaktoren, die über physische Materialeigenschaften hinausgehen

Die Auswahl der richtigen Ventile oder Schneckenschnecken ist nur ein Teil des Prozesses. Der andere Teil umfasst die Bewertung bestimmter technischer Faktoren vor der Auswahl des endgültigen Maschinenlayouts für die Anlage, um die Betriebszeit und OEE zu erhöhen.

Folientyp für Sachets und thermisches Siegelmanagement

Beutel werden aus verschiedenen Arten von Folienschichten wie PE, OPP, PET, Barrierefolien und biologisch abbaubaren Papierfolien hergestellt.

• Temperaturgenauigkeit: Eine gute Maschine zum Füllen und Verschließen von Beuteln sollte über zwei Zonen mit digitaler PID-Temperaturregelung unter Verwendung von Halbleiterrelais verfügen, um die thermische Abweichung auf ±1 °C zu minimieren.
• Siegelqualität: Eine gleichmäßige Temperaturregelung sorgt dafür, dass die Folien nicht durch Löcher auslaufen und dass die Folien bei kurzen Maschinenstopps nicht anbrennen.

Durchsatz und Integration mit Upstream-/Downstream-Automatisierung

Die Durchsatzanforderungen der Anlagen bestimmen, ob eine kleinere, einspurige, intermittierend arbeitende Maschine oder eine größere, mehrspurige, kontinuierlich arbeitende Verpackungsmaschine benötigt wird.

• Skalierungsfunktionen: Obwohl Pilotanlagen und Kleinserien-Auftragsverpacker multifunktionale einspurige Maschinen nutzen können, erfordert die Skalierung auf die kommerzielle Fertigung den Einsatz einer langlebigen Sachet-Abfüll- und Verschließmaschine, die für die kontinuierliche Linienintegration ausgelegt ist.
• Optionale Peripheriemodule: Zu den Integrationsfunktionen gehören Schnittstellenfunktionen mit Heißpräge-Datumskodierern, TTO, Lasern, Reißkerbenstanzern, Inline-Kontrollwaagen und automatischen Kartonierern.

Standards für Maschinenherstellung und Desinfektion

Bei Anwendungen in der Lebensmittel-, Getränke- und Pharmaindustrie ist Hygiene von größter Bedeutung.

• Materialspezifikation: Die Rahmen und alle Teile, mit denen Produkte in Kontakt kommen, müssen aus Edelstahl SUS304 oder SUS316 gefertigt sein, um aggressiven Waschmitteln standzuhalten.
• Wartungsfreundlich: Die Möglichkeit einer schnellen Demontage mithilfe eines modularen Systems ohne Werkzeug ist unerlässlich, damit das Werkspersonal Pumpen, Trichter und Füllköpfe in weniger als 10 Minuten demontieren kann, um Ausfallzeiten bei Chargenwechseln und Reinigung der Maschine, wie z. B. CIP, zu reduzieren.

Fazit

Um die geeignete Maschine zum Füllen und Verschließen von Beuteln auszuwählen, muss eine umfassende Bewertung im Hinblick auf die Flüssigkeitsviskosität, die Schüttdichte des Materials, die Partikelgröße, die Produktionsrate und die Barriereeigenschaften der Folie durchgeführt werden. Die richtige Abstimmung der Produktparameter mit einem geeigneten Dosiersystem garantiert eine nachhaltige Leistung der Maschine, minimale Produktverluste und hochwertige Verpackungen.

Wenn Sie Fragen zur Auswahl von Beutelfüll- und -verschließmaschinen haben oder eine Automatisierungslösung für Ihre Produkte benötigen, wenden Sie sich bitte an Kontaktieren Sie uns!