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聚焦成型－充填－封口技术 |
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作者：Malabi Sengupta 来源：Morden Packaging & Design |
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成型—充填—封口包装机是使用柔软的可热封塑料薄膜制作包装，然后向包装中充填物料后封口并切断的多功能包装设备。今天在市场上出现了各式各样的包装设备。不言而喻，成型机只负责制作包装而不对包装进行充填和封口；充填机只负责向预先制作好的包装充填特定重量的物料，但不具有使包装闭合或封口的功能；封口机只负责包裹或者保护产品，但不制作或者充填包装。如今，将成型—充填—封口中的两个或者两个以上功能集于一身的设备在市场上比比皆是。
随着软包装日益受到青睐，多种成型－充填－封口机（FFS）充斥市场。各种机型、功能、方向、自动化水平的设备应有尽有。每种设备都能加工柔软的可热封塑料膜。有些包装设备沿水平方向输送塑料薄膜，另外一些设备则沿垂直方向输送。手动包装设备仅用于物料的放置。半自动设备可以帮助包装和放置，通过一个操作人员执行几个动作即可实现更快速度和更高精度。全自动设备需要较少的操作人员，通常操作者只需要做补充物料的工作，即往供料斗中加料或者移去已经包装好的纸盒。
应用范围
成型、充填和封口机被用来包装液体、颗粒、粉末和喷雾等产品。包装材料通常包括喷雾剂容器、袋子、泡罩包装、瓶和广口瓶、纸盒、罐、胶囊、圆筒、箱、杯和盘、鼓状圆桶和小桶、托盘和提桶、管和小瓶。设计中型散装容器（IBCs）的目的是为了能够被成型—充填—封口机处理。闭合包装的方法有好多种，例如封盖、压塞、胶粘、热封、钉合、贴胶带、插合折叠、裹包和采用防篡改材料。
立式成型－充填－封口机
在各种类型的成型—充填—封口机中，立式设备是今天市场上最受欢迎的机型之一。它是一种自动装配线产品包装系统，通常被用于食品以及多种其他产品的包装。立式成型—充填—封口机将平直的塑料薄膜卷制成包装袋，同时向袋中充填产品并封合包装。固体和液体产品都能使用这种设备进行包装。
典型的立式成型－充填－封口机装有一个连续、平直的塑料薄膜卷，薄膜的外部印刷了商标和图片。尽管塑料薄膜是食品工业中最为常用的包装材料，然而通过改变边封的方法就可以制作纸和织物包装袋。
薄膜卷打开后，在进入包装系统之前首先必须经过化学浴杀菌和干燥处理。 
如今，将成型—充填—封口中的两个或者两个以上功能集于一身的设备在市场上比比皆是。
然后薄膜被导辊牵引到一个长的空心锥形管的背部，当薄膜的中心靠近管子时，其外部边缘被成型器卷包成圆筒状。继续沿着管子的外壁向下牵引薄膜，垂直的棒形热封钳（纵封器）夹住薄膜的两条纵向封口边，使之熔融后粘接在一起。
接着一个水平的棒形热封钳（横封器）夹住整个薄膜筒的底边，将薄膜粘结在一起后切断其下方的薄膜以便开始装袋过程。接着薄膜筒已被封合的底边下落至一个精确的称重台上，要被装袋的产品经过长的空心锥形管被充填到包装袋的中央。
当充填后的包装袋皮重达到要求的重量时将停止充填过程，随后水平的棒形热封钳封合包装袋的顶部，并同时完成位于它上方的下一个包装袋的底封。最后从薄膜筒上切断包装袋，封好边的包装可被顺次送入装箱和运输程序。
在完成最后的封边过程中，可通过吹风机或者惰性气体供应装置使包装袋充满气体。包装袋膨胀后有助于降低诸如马铃薯片等易碎产品被压碎的可能性，而且在包装袋中充入惰性气体后将逐出氧气，这抑制了导致产品变质的细菌的生长。
卧式成型—充填—封口机
卧式成型—充填—封口机包括一个将薄膜变成圆筒结构的成型器，一个向薄膜圆筒连续输送产品的输送机，一个对薄膜圆筒的对接重叠边缘进行封合的横封器，一个沿交叉方向在两个毗邻的产品之间封合薄膜圆筒的纵封器，一个将薄膜从薄膜卷经由成型器和纵封器输送到横封器的薄膜输送机构。产品输送机上装有多个推动器，它们沿着产品输送的方向按照彼此相等的距离被间隔开来。每个推动器都限定了产品的尾端位置。长度探测器沿送料方向逐一检测产品的长度。针对长度探测器所检测出的每个产品的长度，控制器对产品输送机和纵封器进行控制。控制器控制了产品输送机的速度，从而在每两个相邻的产品之间产生了等距离的间隔。由于控制器还控制了纵封器的工作时序，因此纵封器确实可在两个相邻产品间隔距离的正中间位置进行封边。
选择正确的设备
当前有无数种包装机型在市场上涌现，因而选择一台最适合特定应用领域的正确设备是一项艰巨的任务。一般而言，当选择成型—充填—封口机时，需要对其规格、特性和应用领域进行分析。通常全自动包装设备会列出速度（以件/分钟为单位）。有些自动包装机包含一个内装的供料装置和一个与控制网络相连的计算机界面；而另外一些设备则由不锈钢制成，旨在提高机器的耐蚀力。无菌或者卫生设备易于清洗，并遵循阻止致病微生物生长或者存在的理念而设计。轻便型设备的重量轻，或者装有使设备方便移动的脚轮。就应用领域而言，成型－充填－封口机广泛应用于食品、饮料、烟草等产品的包装。
趋势追踪
设备用户所处的行业，尤其食品、饮料和医药企业正日益依靠成型—充填—封口技术来解决它们的包装需求，个中的主要原因在于这项技术为企业带来了益处。自动化，更高的速度，更紧密、连贯一致的封合，适合包装不同尺寸和形状的器械是发展的趋势。
但是用户仍然要求获得比以往更多的经过考验证明是好的技术，以帮助它们在市场上保持竞争力。 
成型—充填—封口机被用来包装液体、颗粒、粉末等产品。
◆作业集成 ：用户愈来愈要求成型—充填—封口机与其他包装设备集成在一起以便提高流程效率。现在要求在成型、充填和封口机上集成安装编码器、贴标机、封合检测系统、校重秤。其有利之处在于减少了设备的占地面积，并最大程度上实现了单人操作。将编码作业集成在成型、充填和封口机上是寻常可见的做法。未来的发展方向是完全集成的系统，使联机作业几乎无缝连接。专家认为随着跟踪装置和元件技术的发展，这一趋势将变得愈加明朗。虽然印刷是最主要的跟踪方式，但电子编码却是一项充满希望的技术，将来一定会得到探索和使用。
例如，联机的印刷机和贴标机通常安装了各自独立的控制面板。在大多数情况下，由于成型—充填—封口机上的控制器容量对于操作外围设备绰绰有余，从而有些界面和程序设计可确保贴标机或者印刷机听命于主机控制面板，因此人们关注的焦点应该放在把上述外围设备的控制器集成到卧式成型—充填—封口机的主控制系统中。
◆转换和适应性：我们正面对器械尺寸不断减小，形状相应复杂的问题，同时对于成型—充填—封口机的需求在与日俱增。在卧式成型—充填—封口设备上进行转换的难度与包装的复杂性成正比。软包装的转换相当快，而具有复杂裁切系统的硬包装的转换不仅费力，而且有时候也不切实际。在这种情况下，成型—充填—封口机制造商建议使用更小的专用生产线以避免转换的发生。一个可供选择的办法是瞄准具有两个或者两个以上成型和裁切工作站的大型设备。此时虽然工具各就其位，但它们只在控制面板发出指令时才活动。封边工具随需要而改变，不过这对转换时间的影响微乎其微。
此外，用户也在要求获得适合的成型—充填—封口技术，以使其现在和将来的需求得到满足。成型—充填—封口机的使用寿命通常为10年或者20年，超过这个期限用户很有可能会增加在包装材料、尺寸等方面有所改变的新产品。由于这些设备通常价格不菲，因而适应性至关重要，从而可使设备被扩展和添加辅助设备。
◆远程监控 ：随着成型—充填—封口机变得更加复杂，通常集成了多个作业、发挥协调作用的中央控制器愈加关键。因而调制解调器和因特网连接会给成型—充填—封口机带来增加价值，为诸如解决问题和集中归档数据等任务提供了远程访问的机会。
远程监控正在成为质量小组核查流程的手段，一个人凭借一台计算机就能启动连接了多台设备的生产线。不过，由于存在安全问题，这项技术仍然需要加以提升。许多企业对于允许外部访问或者内部用户访问的使用特性犹豫再三。确保软件不因为错误或敌手而遭到更改、破坏的最简单方法是进行物理上的隔离。许多用户会认为这样就不存在电话线或者网络连接的问题。然而，现代的生产模块利用了不可避免的因特网，致使完全网络化的包装生产线成为必要。随着安全问题的解决，像远程监控这些功能很快就有可能变得寻常可见。
结论
器械企业不断增长、变化的需求推动了成型—充填—封口技术的进步。设备制造商所提供的技术不仅必须满足其器械企业客户的当下所需，而且在将来仍然不可或缺。
成型—充填—封口机制造商正不断对设备结构、集成系统和控制系统做出重大的改变，以满足客户不断发展的需求，尤其注重提高效率、遵守法规要求和降低成本。
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| 文章内容仅供参考
(投稿)
(2/20/2009) |
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