Máquina de ensacamento FFS: principais características e aplicações industriais

Introdução

Conseguir embalagens perfeitamente compactadas com precisão e resultados reproduzíveis só é possível com um Máquina de ensacamento FFS O enchimento manual de sacos de 20 a 50 kg com pós ou grãos apresenta riscos à saúde e inconsistências. As modernas máquinas FFS de nível industrial podem embalar 50 kg de material pesado com alta repetibilidade, qualidade e confiabilidade, especialmente com os designs de bobina tubular que eliminam a necessidade de selagem traseira. Máquinas de alta qualidade podem atingir uma taxa de produção de até 1200 sacos por hora.

FFS significa Form-Fill-Seal (Formar-Encher-Selar). Para fábricas que necessitam de embalagens produzidas internamente, essas máquinas podem ser utilizadas para criar a própria embalagem a partir de um grande rolo de plástico. Essas máquinas de ensacamento geralmente trabalham com filme tubular, que é cortado conforme a necessidade exata, eliminando a necessidade de embalagens pré-fabricadas. Todos os movimentos dentro dessas máquinas são geralmente criados por servomotores acionados por sistemas de controle sofisticados que fazem ajustes em tempo real com base no peso ou na densidade do produto.

Neste artigo, focaremos principalmente em máquinas de nível industrial equipadas com os sistemas de controle mais precisos e sensores avançados para alta exatidão e taxas de produção. Abordaremos tudo, desde os conceitos básicos até o mecanismo de funcionamento, recursos, aplicações, comparações e dicas de compra para ajudar os leitores a tomar uma decisão de compra que garanta um menor custo total de propriedade (TCO).

O que é a máquina de ensacamento FFS?

Essas máquinas totalmente automatizadas, em vez de utilizarem sacos pré-fabricados, pegam um grande rolo contínuo de plástico para criar os sacos. Esses sacos são então enchidos e selados em uma sequência contínua. Devido ao seu design, elas funcionam sem parar. Dependendo do material processado e do peso do saco, essas máquinas podem ensacar em formatos tipo almofada, com reforço lateral ou em formato de M.

Essas máquinas são ideais para substâncias granulares, em pó ou em flocos planos que fluem livremente. Graças ao seu controle por CLP (Controlador Lógico Programável), elas podem ajustar o peso, o enchimento e o mecanismo de selagem. O operador precisa apenas executar um conjunto simples de instruções ou realizar uma programação básica para obter o resultado desejado. Estão disponíveis em configurações horizontais ou verticais. As máquinas horizontais são ideais para filmes em bobina tubular. As máquinas verticais utilizam a gravidade para o ensacamento.

Como funciona

Para entender como funciona uma máquina de ensacamento FFS, precisamos dividi-la em seções, seguindo um fluxo lógico. Vamos analisá-las uma a uma.

1. Implementando o plástico

A máquina possui um enorme rolo de plástico acoplado. Ela puxa o plástico desenrolando-o em formato tubular ou plano de filme de PE (polietileno). O carretel que contém o rolo pode ter até 1,5 metros de largura em máquinas mais avançadas. Para garantir que as folhas sejam esticadas corretamente, servomotores acionam os rolos com controle preciso de tensão.

2. Moldando e cortando o saco

A segunda etapa nos sistemas tubulares horizontais é a dobragem das laterais em um tubo tipo M. Em seguida, a máquina realiza o corte. O comprimento de corte é definido com base no comprimento da embalagem, calculado a partir dos requisitos de armazenamento de material. Normalmente, para aplicações industriais, esse comprimento varia de 650 a 900 mm. Após essa etapa, a máquina produz embalagens com a boca aberta, por meio da aplicação de calor ou dobragem.

3. Medir e despejar

À medida que o saco de boca aberta se move pela linha de produção, uma balança automática, conhecida como balança líquida ou alimentador por gravidade/rosca, libera a quantidade exata de produto. Essa quantidade pode variar de 20 a 50 kg de material por saco.

4. Fechando bem

Após o enchimento, o saco é encaminhado para a prensa de metal quente. Nela, o plástico é derretido por fusão instantânea em alta temperatura. Imediatamente, um fluxo de ar frio solidifica o saco, transformando-o em uma embalagem selada e pronta para manuseio.

5. Alta

Antes de a embalagem sair da máquina, ela precisa de alguns retoques finais. Isso inclui reforçar os cantos inferiores usando selagem tipo K ou formação de reforço lateral. Além disso, o ar preso é removido e as informações de envio são aplicadas. Finalmente, as embalagens são cortadas, separadas e encaminhadas para a esteira.

Nota: Ao contrário das máquinas tradicionais, que realizam uma etapa de cada vez, os sistemas de embalagem tubular horizontal, também chamados de estações de trabalho paralelas, realizam todas as etapas simultaneamente. Isso reduz significativamente o tempo de ciclo, tornando o processo mais eficiente e aumentando a produção. Além disso, possuem ferramentas de perfuração em linha para criar cantos de fácil abertura, permitindo uma separação rápida sem risco de vazamento.

Principais características

Agora que temos uma ideia básica de como essas máquinas de ensacamento FFS funcionam, podemos passar para a seção principal. Essas máquinas são versáteis e repletas de recursos para lidar com embalagens de pequenos lanches ou materiais industriais. Vamos ver os recursos que tornam esses sistemas uma ótima opção para embalagens de matérias-primas, tanto para o consumidor final quanto para a indústria.

Formação automática de sacos

Na ensacagem automatizada a granel, todo o processo é contínuo, o que garante a alta produtividade dessas indústrias. Dobrar, preencher, selar e cortar são etapas realizadas com tolerância de ±3 mm. A ausência de intervenção humana elimina completamente a possibilidade de erros. Essas máquinas asseguram que cada saco tenha o tamanho exato, utilizando servomotores computadorizados. O operador pode configurar as alterações na receita por meio de uma IHM (Interface Homem-Máquina), geralmente uma tela sensível ao toque. Essas máquinas processam PE ou laminados, desde que o índice de fluidez seja superior a 0,2.

Nota: Caso a fábrica solicite uma alteração no tamanho da embalagem, os operadores podem configurar toda a máquina para a nova configuração em menos de 10 minutos.

Integração de Forming, Fill e Seal, economizando mão de obra.

Em vez de máquinas separadas para cada fase do processo de ensacamento FFS, essas máquinas de ensacamento automatizadas integram todas as etapas em uma única unidade. Elas geralmente ocupam menos de 5 metros quadrados. Isso reduz o trabalho manual necessário para movimentar o material entre as máquinas, em comparação com os sistemas tradicionais, e diminui o manuseio manual em até 80%.

Diferentemente de uma configuração tradicional, essas máquinas podem executar várias tarefas em paralelo. Uma parte da máquina enche o saco enquanto a outra sela o anterior simultaneamente. Elas têm um design modular, o que facilita a manutenção. Com lubrificação automática e sistemas de autodiagnóstico, essas máquinas reduzem drasticamente o tempo de inatividade.

Alta velocidade

Uma máquina de ensacamento padrão Form-Fill-Seal pode processar 800 sacos pesados ​​de 20 a 50 kg por hora. Uma máquina de escala industrial pode produzir 1200 sacos por hora. Uma máquina altamente otimizada com sistemas tubulares pode atingir 2400 sacos por hora. Seus sistemas servoacionados, de processamento paralelo, alimentação contínua de bobinas e emenda automática funcionam continuamente, mesmo sem a necessidade de parada para troca de bobinas. Essas máquinas são equipadas com sensores de pesagem de precisão que garantem que os sacos não sejam enchidos em excesso nem em quantidade insuficiente.

Vedação precisa

A máquina utiliza um ciclo de água quente e fria para criar uma vedação perfeita, capaz de lidar com 50 kg de fertilizante com facilidade. De acordo com um estudo acadêmico. Publicado pela Wiley A resistência geral da vedação depende de:

• Quão quente o metal fica
• Por quanto tempo o calor é aplicado (tempo de permanência)
• Pressão aplicada ao filme e presença de contaminação

Essas máquinas possuem tecnologia de selagem industrial de sacos que utiliza selagem tipo K com cone ou reforço com sanfona para garantir que o saco permaneça intacto. A aplicação de temperatura controlada, com tempo de contato ideal sob pressão e resfriamento imediato em seguida, torna a embalagem durável. Apesar da durabilidade, o processo de selagem da máquina FFS garante que os sacos ainda sejam fáceis de abrir. Elas também possuem perfurações de comprimento variável para permitir a abertura rápida do saco, geralmente mais curtas perto das soldas para bloquear grânulos <0,2 mm.

Higiene e Segurança

Para garantir que essas máquinas estejam prontas para operar em aplicações que exigem alta higiene, elas são construídas inteiramente em aço inoxidável 304. Esses equipamentos de embalagem a granel de grau alimentício previnem a contaminação e permitem fácil lavagem. O contato com o operador é mínimo, reduzindo o risco microbiano, e oferecem recursos de autolimpeza. Para garantir a segurança, contam com botões de parada de emergência e proteções laterais.

Aplicações

Fertilizante

Na embalagem agrícola a granel, a máquina precisa manusear fertilizantes granulados e em torrões rapidamente. Eles precisam estar livres de poeira e serem despejados com separação com base no tamanho das partículas. A embalagem plástica atua como uma barreira protetora para o fertilizante.

Cimento

Embalar cimento pode ser um desafio. Essas máquinas de ensacamento de cimento precisam lidar com pós aerados, garantindo que não haja aprisionamento de ar. Para isso, são amplamente utilizados sacos com reforço lateral feitos de filmes tubulares. Eles permitem que os sacos fiquem planos, empilhados uns sobre os outros, em um palete de madeira. Para cimento, esses sacos possuem proteção especial contra a entrada de umidade, que pode interromper a linha de produção assim que a umidade for detectada.

Produtos químicos

Para o manuseio de produtos químicos, garantir um ambiente livre de contaminação e o funcionamento adequado da máquina é fundamental. As máquinas de ensacamento FFS (Full Furnishings - Forno para Sacos) podem lidar com plásticos que não reagem com produtos químicos. Elas utilizam aço inoxidável de alta qualidade para garantir proteção contra contaminação cruzada. Para produtos químicos que reagem com o ar (substâncias reativas), a máquina pode encher o saco e imediatamente expelir o ar com um gás inerte, como nitrogênio. O uso de ferramentas de perfuração é comum em máquinas FFS para produtos químicos.

Comida

Ao ensacar itens como arroz, açúcar, sementes ou ração para animais de estimação, a máquina precisa preservar o frescor. O alimento também não deve apresentar crosta, e a máquina deve ser feita de metal de alta qualidade que não enferruje. Somente assim ela poderá atender a todas as normas de segurança alimentar.

Vantagens

Aqui estão as principais vantagens de usar uma máquina Form-Fill-Seal (FFS):

• Economia em suprimentos: Em vez de usar sacos pré-formados, essas máquinas utilizam um rolo contínuo de plástico. Isso reduz significativamente o custo da embalagem e aumenta a eficiência.
• Qualidade consistente: O equipamento de ensacamento industrial consegue reproduzir a selagem perfeita com consistência superior. A embalagem não se rompe durante o transporte. O resultado é a redução de reclamações de clientes e o aumento da satisfação.
• Produção contínua: Como não há necessidade de intervenção manual, todo o sistema funciona sem problemas. Os equipamentos têm um design modular e são projetados para facilitar os reparos. Todas as seções de ensacamento são integradas em uma única máquina.
• Ecológica: Os cortes precisos garantem o mínimo desperdício de plástico. Essas máquinas são compatíveis com filmes recicláveis.
• Segurança do trabalhador: A embalagem automatizada garante que o operador não se exponha à poeira. Além disso, ele não precisa levantar cargas de 20 a 50 kg.
• Flexibilidade para encomendas: As fábricas precisam de capacidade de embalagem em grande escala com flexibilidade. Isso permite que elas se adaptem às mudanças sazonais e às exigências dos pedidos. Os operadores podem trocar as peças de moldagem em até 10 minutos.
• Economia de energia elétrica: Como essas máquinas possuem capacidade de processamento paralelo horizontal, elas apresentam maior eficiência energética por saco. Em comparação, os métodos sequenciais tradicionais mantêm as máquinas funcionando por mais tempo, com menor produção.

Comparação com outras máquinas

Para entender completamente como Máquina FFS Apresenta desempenho superior em comparação com outras máquinas alternativas que utilizam métodos tradicionais ou processos ineficientes.

Considerações sobre a compra

Como proprietário de uma fábrica, determinar os parâmetros necessários, como sacos por hora, densidade do produto e características de fluxo, é vital para selecionar essas máquinas. Existem máquinas que ensacam batatas fritas e outras que processam produtos químicos corrosivos. Os fabricantes de máquinas de ensacamento FFS produzem diversos modelos para cada tipo de produto. Certifique-se de ter a máquina certa planejada para o seu projeto.

Para aplicações sensíveis, escolha equipamentos de embalagem a granel que atendam aos padrões de higiene, com construção em aço inoxidável e sistema de aspiração integrado para controle de poeira. Busque operação baseada em CLP/IHM com sensores que ofereçam conectividade com a Indústria 4.0. Considere uma máquina com opções versáteis para manuseio de diferentes tipos de plástico, processamento de múltiplos produtos, alta capacidade de bobinas e facilidade de troca de formatos.

Calcule o Custo Total de Propriedade (TCO), e não apenas o custo inicial, para fins de comparação. Leve em consideração o consumo de energia, os custos de mão de obra e os intervalos de manutenção. Verifique as certificações de segurança e a disponibilidade de peças de reposição para operações de longo prazo.

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