Tipboek Verticale vorm-, vul- en sluitmachines
2004 THE TIPBOOK COMPANY BV Alle rechten voorbehouden. Niets uit deze uitgave mag worden verveelvoudigd, opgeslagen in een geautomatiseerd gegevensbestand, of openbaar gemaakt, in enige vorm of op enige wijze, hetzij elektronisch, mechanisch, door fotokopieën, opnamen of op enige andere manier, zonder voorafgaande schriftelijke toestemming van de uitgever. TIPBOEK is wettig gedeponeerd door The Tipbook Company bv. ISBN: 90-76192-93-9
Gerard Verduyn Tipboek Verticale vormvul-, en sluitmachines Een praktische gids met alle informatie over deze veelzijdige machines. THE TIPBOOK C O M P A N Y THE BEST GUIDE TO YOUR EQUIPMENT!
Tipboek Verticale vorm-, vul- en sluitmachines wordt u aangeboden door Technisch bureau Verduyn bv. Camplaan 22A 2103 GW Heemstede www.verduyn.nl info@verduyn.nl telefoon + 31 (0) 23 529 0240 fax + 31 (0) 23 528 0437 Omslagfoto: Robert Bosch Verpakkingstechnologie bv Concept, vormgeving en illustraties: Gijs Bierenbroodspot Redactie: Hugo Pinksterboer Eindredactie: René de Graaff Drukwerk: Hentenaar Boek, Nieuwegein Omslag en kleurkatern: Plantijn Casparie, IJsselstein Afwerking: Hexspoor, Boxtel
TIPBOEK I VERTICALE VORM-, VUL-, EN SLUITMACHINES IN T KORT Verpakkingsmachines zijn fascinerende machines waarmee de meest uiteenlopende producten op de meest uiteenlopende manieren verpakt kunnen worden. Dit boekje gaat over slechts een van de vele types: de verticale vorm-, vul- en sluitmachine, ofwel de vvvs-machine en ook over dat ene machinetype is meer dan voldoende te vertellen. De informatie die u hier aangeboden wordt, is essentieel als u met zakverpakkingen wilt gaan werken. En voor iedereen die al met vvvs-machines werkt, kan het zinvol of zelfs gewoon leuk zijn om eens wat meer te weten over wat er allemaal mee kan, of hoe ze optimaal te gebruiken zijn. Inzicht In dit boekje leest u alles over de belangrijkste mogelijkheden van vvvs-machines, over de verschillende zakvormen, over de onderdelen van vvvs-machines en hun functie in het proces, en over hoe u deze machines zo goed mogelijk kunt inzetten. Deze kennis vergroot uw inzicht in de machines waarmee u werkt of gaat werken, en u bent beter geïnformeerd als u de aanschaf van een nieuwe machine overweegt. Bovendien maakt dit boekje andere literatuur over het onderwerp aanzienlijk toegankelijker. Hoofdstuk 1 en verder Als u geheel onbekend bent met vvvs-machines, leest u dan vooral ook de eerste twee hoofdstukken. Anders kunt u deze hoofdstukken rustig overslaan. De woordenlijst achter in dit boekje is tevens de index, waarmee alle besproken onderwerpen makkelijk te lokaliseren zijn. Gerard Verduyn V
IT IPBOEK VERTICALE VORM-, VUL-, EN SLUITMACHINES INHOUD V IN T KORT Voorwoord. 1 HOOFDSTUK 1. VVVS-MACHINES? Wat zijn verticale vorm-, vul- en sluitmachines en waar zijn deze veelzijdige machines voor in te zetten? 4 HOOFDSTUK 2. IN VOGELVLUCHT Het verpakkingsproces in verticale vorm-, vul- en sluitmachines in vogelvlucht, met een kennismaking met de belangrijkste onderdelen en vaktermen. 10 HOOFDSTUK 3. VAN FOLIE TOT ZAK Het verloop van de foliebaan door de machine, met onder meer aandacht voor de zakvormen, het folietransport, vormschouder en vormpijp, de verschillende soorten naden, en het verschil tussen intermitterende en continumachines. 37 HOOFDSTUK 4. SEALSYSTEMEN Een nadere bespreking van de sealsystemen voor heatsealbare en polyethyleen-verpakkingsmaterialen. 49 HOOFDSTUK 5. DOSEERSYSTEMEN Afvulwegers, bekerdoseurs en andere doseersystemen zorgen ervoor dat steeds de juiste hoeveelheid product in de verpakking terechtkomt. 56 HOOFDSTUK 6. BEGASSING Om oxidatie tegen te gaan en de houdbaarheid van bepaalde producten te verlengen, kan de lucht in een verpakking door gas vervangen worden. 59 HOOFDSTUK 7. EASY-OPENING EN RECLOSABLES Veel verpakkingen moeten makkelijk te openen en vaak ook net zo makkelijk weer te sluiten zijn. VI
INHOUD 65 HOOFDSTUK 8. SYNCHRONISATIE Het maken van de zakken moet perfect gesynchroniseerd zijn met het afstorten van het product. Meestal wordt hierbij de doseur door de vvvs-machine aangestuurd. 68 HOOFDSTUK 9. TIPS EN TRUCS Een aantal praktische tips en trucs om het verpakkingsproces makkelijker, sneller of storingsvrijer te laten verlopen: van het bestrijden van het zandlopereffect tot het voorkomen van zaklengteverschillen. 77 HOOFDSTUK 10. AANKOOPADVIEZEN Enkele belangrijke overwegingen bij de aanschaf of vervanging van een vvvs-machine. 80 WOORDENLIJST EN INDEX In deze index vindt u ook korte verklaringen van de opgenomen termen. VII
TIPBOEK 1 VERTICALE VORM-, VUL- EN SLUITMACHINES 1. VVVS-MACHINES? Verticale vorm-, vul- en sluitmachines zijn uiterst flexibele machines, waarin de meest uiteenlopende producten efficiënt en effectief verpakt, en aantrekkelijk gepresenteerd kunnen worden van uw dagelijkse koffie tot ambachtelijke tortellini en van een keur aan verse groentes tot diepgevroren gamba s. En natuurlijk worden ook pluggen, insecticiden, waspoeders en knikkers in zakken en zakjes verpakt. De eerste vvvs-machines werden halverwege de vorige eeuw gebouwd. De ontwikkeling van deze machines, mogelijk gemaakt door de introductie van kunststof verpakkingsmaterialen, was een doeltreffend antwoord op de toenemende vraag naar mechanisering van alle mogelijke aspecten van een breed scala aan productieprocessen. Duizenden In de afgelopen decennia heeft de vvvs-machine of transwrap een dominante positie verworven. Over het aantal machines dat wereldwijd in gebruik is, kan alleen maar gespeculeerd worden. Duidelijk is wel dat er op jaarbasis honderden vvvs-machines verkocht worden. Praktijkgerichte en op een ruime ervaring gestoelde kennis van de vele mogelijkheden die de machines bieden, is bij zo n aanschaf vanzelfsprekend zeer welkom. Breed inzetbaar De brede inzetbaarheid en het toenemende gebruik van vvvs-machines is eenvoudig te verklaren. Om te beginnen kunnen er met een enkele machine de meest uiteenlopende 1
HOOFDSTUK 1 zakvormen geproduceerd worden. Dit wordt mogelijk gemaakt door een grote variëteit aan eenvoudig te vervangen onderdelen zoals vormschouders en vormpijpen. Zo zitten chips meestal in een eenvoudige, kleurig bedrukte, kussenvormige zak, terwijl breekbare koekjes in een luxe, transparante blokbodemzak worden aangeboden en beide zakken zijn door één machine te produceren. Zak chips en luxe, transparante blokbodemzak met koekjes Lage kosten Een tweede factor is de lage prijs van deze vorm van verpakken. De machines laten hoge verpakkingssnelheden toe, en machines die goed gekozen, afgeregeld en onderhouden zijn, kunnen lange tijd ononderbroken doorwerken. Materiaal Er is een enorme variëteit aan verpakkingsmaterialen die op vvvs-machines verwerkt kunnen worden: tenslotte stelt vrijwel elk product een aantal unieke eisen. Schroefjes mogen niet door de verpakking heen prikken, zoutjes 2
VVVS-MACHINES? moeten zo lang mogelijk knapperig blijven, en van koffie mag het aroma niet verloren gaan, om maar een paar voor de hand liggende voorbeelden te noemen. Naast enkellaags verpakkingsmaterialen wordt vooral ook veel gebruikgemaakt van laminaten, waarin elke laag een specifieke, op het te verpakken product afgestemde functie heeft. Gasdicht Een veelvoorkomende eis is ook dat een product gasdicht verpakt wordt, of dat het verpakken onder beschermende atmosfeer plaatsvindt, waarbij de lucht in de verpakking plaatsmaakt voor een inert gas dat oxidatie tegengaat en de houdbaarheid verlengt. Bedrukking Het verpakkingsmateriaal laat zich in vrijwel elk gewenst patroon en in elke gewenste kleur of kleurencombinatie bedrukken, maar ook een onbedrukte, transparante zak die de aandacht geheel op het product vestigt, behoort natuurlijk tot de mogelijkheden. De productinformatie wordt dan vermeld op een etiket dat in de vvvs-machine op de zak geplaatst wordt. Extra s Behalve etiketten kunnen vvvs-machines ook andere extra s aan een verpakking toevoegen, variërend van technieken die het openen van de verpakking makkelijker maken tot hulpmiddelen om zakken meermaals te kunnen hersluiten. Efficiënte output De voorbeelden die in dit inleidende hoofdstuk genoemd worden, zijn slechts enkele van de honderden mogelijkheden die vvvs-machines bieden. Belangrijk is vooral dat deze machines, aan welke verpakkingseisen er ook voldaan moet worden, altijd in staat zijn om bij een hoge snelheid toch een betrouwbare en efficiënte output te leveren. 3
TIPBOEK VERTICALE VORM-, VUL- EN SLUITMACHINES 2. IN VOGELVLUCHT Om latere hoofdstukken in dit boek beter toegankelijk te maken, vindt u in dit hoofdstuk een globale beschrijving van de belangrijkste onderdelen en functies van vvvsmachines, met een korte introductie van de verschillende zakvormen en de daarbij gebruikte verpakkingsmaterialen. Op al deze onderwerpen wordt later in meer detail teruggekomen. foliebaan vormpijp vormschouder folierol sealunit Verticale verpakkingsmachine 4
IN VOGELVLUCHT Vvvs-machines zijn geschikt voor een breed scala van producten, die in de volgende vier hoofdgroepen te verdelen zijn: stortgoed, variërend van noten en koekjes tot bouten en schroeven; poeders, zoals gemalen koffie of melkpoeder; korrels of granulaten, zoals waspoeder; vloeistoffen: meestal eenmalige (portie)verpakkingen van bijvoorbeeld ketchup, mayonaise, sladressing of doucheschuim. Hetzelfde In principe werken alle verticale verpakkingsmachines hetzelfde. Een vlakke foliebaan, afkomstig van een grote rol folie aan het begin van de machine, wordt tot een buis gevormd. Deze buis wordt aan de onderkant gesloten: dit is de bodem van de nieuwe zak. Zodra het product in de zak gestort is, wordt ook de bovenkant gesloten. De tijd en de handelingen die nodig zijn voor het maken van één zak worden samen een machinecyclus genoemd. Drie naden Een op deze wijze vervaardigde zak heeft in principe drie naden. De langsnaad is de naad in de lengterichting van de kopnaad langsnaad bodemnaad De drie naden van een zak 5
HOOFDSTUK 2 zak: hier komen de linker- en de rechterzijde van de oorspronkelijk vlakke foliebaan bij elkaar. De bodemnaad sluit de onderkant van de zak; de kopnaad sluit de bovenzijde. Deze beide naden worden ook de dwarsnaden genoemd. Sealen De naden worden gesloten door ze te sealen. Hiertoe wordt het verpakkingsmateriaal korte tijd onder druk samengebracht en verwarmd, waarbij het sealmedium (meestal polyethyleen) smelt. Zodra het sealmedium voldoende afgekoeld is, zijn de naden stabiel. Dit is een kwestie van milliseconden. Bodem, kop en snijden De sealunit, onder aan de vormpijp, bevat vier sealbekken. De onderste twee sealbekken vormen de kopnaad van de zojuist gevulde zak. Tegelijkertijd vormen de bovenste twee bekken de bodemnaad van de volgende zak. Het mes dat beide zakken scheidt, zit tussen de twee stellen sealbekken. Het foliemateriaal wordt door de sealbekken samengedrukt en verwarmd. Vormpijp en vormschouder Elke verpakkingsmachine kan tal van verschillende zakformaten vormen, vullen en sluiten. Het formaat en de 6
IN VOGELVLUCHT vorm van de zak worden bepaald door twee belangrijke onderdelen: de vormpijp en de vormschouder. De foliebaan wordt over de vormschouder getrokken, waarbij het materiaal rond de vormpijp van een vlakke folie tot een buis gevormd wordt. Schouder en pijp worden samen de formaatdelen genoemd. Elke zakbreedte vereist haar eigen formaatdelen. Overlapnaad of omlegnaad Er zijn twee soorten langsnaden. Bij de overlapnaad of lapseal wordt de ene rand van de foliebaan een stukje over de andere rand gelegd, zodat het materiaal overlapt. Op deze manier wordt de binnenzijde van de eerste rand op de buitenzijde van de andere rand geseald. Bij een omlegnaad of finseal wordt de ene rand van de foliebaan omgevouwen, zodat de binnenzijde van de ene rand op de binnenzijde van de andere rand geseald wordt. De keuze tussen deze naden wordt bepaald door (de opbouw van) het verpakkingsmateriaal, zoals op bladzijde 27-28 te lezen is. buitenzijde folie op binnenzijde folie (overlap) binnenzijde folie op binnenzijde folie (omleg) Een overlapnaad (l) en een omlegnaad (r) Dosering Om ervoor te zorgen dat steeds de juiste hoeveelheid product verpakt wordt, is een doseur nodig. Afhankelijk van het product werkt een doseur op basis van een vulgewicht per zak (afvulweger) of op basis van een bepaald volume per zak (bekerdoseur of schroefdoseur). Voor vloeistoffen wordt een speciale pomp gebruikt, die per verpakking een bepaalde hoeveelheid vloeistof uitgeeft. Voor het verpakken van een bepaald aantal producteenheden per zak wordt gebruikgemaakt van een telmachine. 7
HOOFDSTUK 2 Zakvormen In principe kunnen vvvs-machines drie soorten zakken maken. Binnen deze hoofdsoorten zijn talloze variaties in model, lengte en breedte mogelijk. Producten zoals verse groente, chips of drop worden meestal in een pillowbag verpakt. Deze zakvorm wordt ook wel kussenzak of vlakke zak genoemd. De blokbodemzak of standzak, een rechtopstaande zak met een vlakke bodem, wordt bijvoorbeeld voor koekjes of koffie gebruikt. De zijvouwzak, die meestal in combinatie met een kartonnen omdoos gepresenteerd wordt, is de meest gebruikte verpakking voor cornflakes en andere ontbijtgranen. Een pillowbag, een blokbodemzak en een zijvouwzak Foliematerialen Bijna elk product vraagt om een eigen verpakkingsmateriaal. Gecombineerd met de steeds hogere eisen die consumenten, organisaties en overheden stellen, heeft dat geleid tot talloze verschillende verpakkingsmaterialen. Sommige foliematerialen bestaan uit een enkele laag (monofolie); meestal worden uit meerdere lagen opgebouwde materialen (laminaten) toegepast. Laminaten Laminaten kunnen uit allerlei lagen opgebouwd zijn. Vaak is de binnenste laag polyethyleen: dit is het sealmedium bij uitstek. De keuze van de andere lagen wordt vooral door het product bepaald. Zo wordt bakmeel meestal verpakt in een folie die bestaat uit polyethyleen met een papieren dra- 8
IN VOGELVLUCHT ger, terwijl het folielaminaat voor koffie bestaat uit polyethyleen (sealmedium), een laagje aluminium (barrièrefolie; lucht- en lichtdicht, bewaart het aroma) en een laagje polyester (sterk, voorkomt beschadiging van de aluminiumlaag). Monofolie Polyethyleen wordt dus vaak als sealmedium gebruikt. Daarnaast wordt dit rekbare materiaal ook als monofolie toegepast. Het is niet luchtdicht maar wel vochtdicht, wat het onder meer geschikt maakt voor verpakking van diepvriesproducten, die immers geen geur afgeven en niet onder invloed van zuurstof kunnen bederven. Een tweede soort monofolie is polypropyleen, een materiaal dat zich redelijk goed laat sealen. Het is heel helder en het is makkelijk open te scheuren, wat verklaart waarom het onder meer voor transparante snoepverpakkingen gebruikt wordt. Materialen en sealsystemen Laminaten worden geseald door ze korte tijd onder druk te verwarmen (heat sealing). Polyethyleen is een ideaal sealmedium omdat het een relatief lage smelttemperatuur heeft. Deze lage smelttemperatuur betekent wel dat zakken die uit puur polyethyleen bestaan op een andere manier geseald moeten worden. Puur polyethyleen is een niet-heatsealbaar materiaal. De verschillende sealsystemen komen in hoofdstuk 4 aan bod. Horizontale machines Naast verticale machines zijn er ook horizontale verpakkingsmachines, die in grote lijnen op dezelfde manier werken. Horizontale machines worden bijvoorbeeld gebruikt voor het verpakken van candybars, repen, individueel verpakte snoepjes en trays met koekjes of andere zoetwaren. Het product wordt dan niet van bovenaf in de tot buis gevormde foliebaan gestort, maar er horizontaal in geschoven of op gelegd. 9
TIPBOEK VERTICALE VORM-, VUL- EN SLUITMACHINES 3. VAN FOLIE TOT ZAK In de verpakkingsmachine wordt een vlakke foliebaan tot gesloten, gevulde zakken gemaakt. In het komende hoofdstuk wordt met name het verloop van de folierol gevolgd, met onder meer aandacht voor de verschillende soorten naden, het vormen van de zak, het transport van de folierol door de machine en de deels met voorgaande factoren samenhangende machinesnelheid. Met de in dit boek besproken machines kunnen drie basiszakvormen gemaakt worden. Op deze basismodellen zijn tal van variaties mogelijk. De pillowbag of kussenzak De pillowbag, kussenzak of vlakke zak is de eenvoudigste zakvorm. Om plooien in de dwarsnaden te voorkomen, zitten er zakspreiders onder aan de vormpijp (zie bladzijde 26). De zijvouwzak De zijvouwzak, een variant op de kussenzak, wordt veelal toegepast voor producten die aansluitend in een kartonnen omdoos verpakt worden, zoals ontbijtgranen. Bij dit type zak wordt aan beide zijkanten extra verpakkingsmateriaal naar binnen gevouwen. Deze zijvouw maakt de zak minder breed maar geeft hem bij het vullen extra diepte, zodat de ruimte in de kartonnen doos beter benut wordt. De blokbodemzak De blokbodemzak, standzak of stazak, waar bijvoorbeeld 10
VAN FOLIE TOT ZAK koffie en koekjes in verpakt worden, is weer een variant op de zijvouwzak. Onder aan de vormpijp wordt een mondstuk bevestigd met een verloop van de ronde vorm van de vormpijp naar de rechthoekige vorm van de bodem van de blokbodemzak. Sommige fabrikanten gebruiken in plaats daarvan een rechthoekige vormpijp (zie bladzijde 25). Andere zakvormen Alle andere zakvormen die op deze machines gemaakt kunnen worden, zijn van bovenstaande basisvormen afgeleid. Enkele voorbeelden: hoekseal- of quatrosealzakken, onder meer bekend van de Senseo-koffiepads; piramidezakjes, waarin bijvoorbeeld de Haribo-winegums verpakt worden; aan drie zijden gesealde blokbodemzakken (doypacks) zoals die voor de 250-gramsverpakking M&M s gebruikt worden. Blokbodemzak, piramidezak en doypack DE FOLIEROL De folierol vormt de basis van het verpakkingsproces. Een volle rol heeft meestal een diameter van tussen de 350 en 650 mm. Met een dergelijke omvang en het bijbehorende gewicht zijn deze rollen nog goed te hanteren. In voorkomende gevallen worden ook rollen met een diameter van maximaal 1000 mm toegepast. Een gewicht van meer dan 80 kilo is dan geen uitzondering. Cijfers Het aantal meters verpakkingsfolie bij een bepaalde diameter is onder meer afhankelijk van de foliedikte. Bij een 11
HOOFDSTUK 3 gemiddelde dikte zit er op een rol van 650 mm ruim 6500 meter folie. Bij een zaklengte van 140 mm en een machinesnelheid van 80 zakjes per minuut kan er met zo n rol ruim 9,5 uur continu gedraaid worden. Als alle andere factoren gelijk blijven, is een rol van 450 mm dan toereikend voor ongeveer 4,5 uur. Kleinere rollen moeten vaker gewisseld worden, wat de productiviteit negatief beïnvloedt. Anderzijds zijn kleinere rollen wel makkelijker hanteerbaar. Kern Het foliemateriaal is op de rol rond een kartonnen kern gewikkeld. De kerndiameter bedraagt normaal gesproken ongeveer 75 mm. Voor rollen met een diameter van meer dan 650 mm wordt een tweemaal zo grote kern gebruikt. Bij een te kleine kerndiameter komt er te veel spanning op de laatste meters folie te staan: dit is dezelfde spanning die u voelt als u een vel papier rond een potlood probeert te wikkelen. In een verpakkingsmachine zorgt een dergelijke spanning voor een sterke krulneiging van het foliemateriaal, dat zich daardoor niet goed zal laten verwerken. Breedte van de rol Uit de breedte van de foliebaan worden de voorzijde, de achterzijde en de langsnaad van de zak gevormd. Dat betekent dat de zak half zo breed wordt als de foliebreedte minus de langsnaadbreedte. Uitgedrukt in een eenvoudige formule ziet dat er zo uit: Andersom: het verpakkingsmateriaal moet twee keer zo breed zijn als de te maken zak, met daarbij opgeteld het materiaal dat voor de langsnaad nodig is. Langsnaad Voor de langsnaad is in de meeste gevallen 15 tot 25 mm folie nodig. Daarbij speelt zowel het type langsnaad als de totale zakbreedte een rol. Foliebreedtes De minimale en maximale foliebreedtes verschillen per machine. Kleinere machines kunnen foliebreedtes van 12 Foliebreedte langsnaadbreedte = zakbreedte 2
VAN FOLIE TOT ZAK De foliebreedte en de zakbreedte ongeveer 10 tot 54 cm hanteren; grotere machines gaan van ongeveer 18 tot 80 cm, en de grootste machines kunnen foliebreedtes van 50 tot 170 cm of meer aan. Bedrukking De folierol moet zo recht en zo rustig mogelijk door de machine lopen. De loop van die foliebaan wordt door een aantal elementen beïnvloed. Eén daarvan is de bedrukking. Heeft het foliemateriaal aan de zijde die de voorkant van de zak gaat vormen meer kleuren dan aan de naastliggende zijde (de toekomstige achterkant van de zak), dan zal de foliebaan de neiging hebben scheef te lopen: de extra drukinkt die nodig is voor het grotere aantal kleuren maakt de folie aan die zijde dikker, wat een ongelijkmatige spanning veroorzaakt. Langsnaad sluit niet Als de foliebaan geleidelijk naar één kant neigt, zal de langsnaad na enige tijd niet meer gesloten kunnen worden: de beide zijden van tot buis gevormde folie raken elkaar niet meer. In de fase daarvoor zal ook de bedrukking aan weerszijden van de langsnaad niet meer goed aansluiten. Controleren Een folierol is relatief makkelijk op een dergelijke ongelijkmatige spanning te controleren. Meestal volstaat het om het materiaal over een lengte van 10 meter af te rollen 13
HOOFDSTUK 3 en daarbij te kijken of de baan goed recht blijft lopen. Vertoont de baan een curve naar links of rechts, dan zal bij sommige machines de positie van de rol met grote regelmaat aangepast moeten worden. Bij andere machines is de loop van de baan handmatig te corrigeren, en bij geavanceerde machines vindt er een automatische correctie plaats. Parallel Het is van groot belang dat de rol goed en gelijkmatig op de kern gewikkeld is: de zijkant van de rol moet geheel vlak zijn. Verspringen de wikkelingen, dan zal de foliebaan de neiging hebben om zijdelings te verschuiven, waardoor er problemen ontstaan bij het vormen van de langsnaad. BEVESTIGING FOLIEROL Er zijn verschillende manieren om de folierol te plaatsen. Bij sommige machines wordt een losse folieas door de kern van de rol geschoven; bij machines met een vaste as schuift men de rol over deze as. De rol wordt gefixeerd met conische schijven die van buitenaf tegen de kern aan gedrukt worden, of met spanelementen die met de luchtdruk vanuit de as tegen de binnenzijde van de kern geperst worden. Deze laatste oplossing verdient de voorkeur: bij gebruikmaking van het conische klemsysteem kan de kern van de folierol makkelijk schade oplopen. Positie folierol Voor een optimale loop van de foliebaan moet de folierol precies op de juiste plaats op de as gefixeerd worden. De posities voor de verschillende foliebreedtes zijn daartoe op de folieas weergegeven. Asloze systemen Er zijn ook asloze systemen, waarbij de folierol los op een tafel met aangedreven rollen komt te liggen. Verticale rollen voorkomen zijdelingse bewegingen van de folierol. Het wisselen van de folierol is bij dit systeem het makkelijkst, maar daar staat tegenover dat er minder controle is op de afwikkeling van de rol. Als alternatief zijn er asloze systemen waarbij de kern met pneumatisch aangedreven klemconussen vastgezet wordt. Dergelijke systemen worden 14
VAN FOLIE TOT ZAK vaak toegepast in machines die gebruikmaken van grote, met automatische hefinrichtingen geplaatste folierollen. DE FOLIEBAAN De foliebaan loopt via een aantal geleidingsrollen naar de vormschouder en de vormpijp, waar de zak gemaakt wordt. De loop van de foliebaan wordt onder meer bepaald door het machineconcept en door eventuele extra handelingen die plaatsvinden voordat de folie bij de vormschouder komt. Denkt u hierbij bijvoorbeeld aan het aanbrengen van een datumcodering (THT of houdbaarheidsdatum), een etiket (met bijvoorbeeld product- of actie-informatie) of een reclosable (zoals een zipsluiting of tape; zie hoofdstuk 7). Dansarm Om het transport van de foliebaan zo gelijkmatig mogelijk te laten plaatsvinden, wordt de baan langs een naar voren en naar achteren bewegende, dansende arm geleid. Deze aan torsieveren bevestigde dansarm houdt de foliebaan onder de juiste spanning, wat de afwikkeling van de rol en de loop van de folie in de machine ten goede komt. De verend opgehangen dansarm houdt de foliebaan onder de juiste spanning. 15
HOOFDSTUK 3 Baanspanning en rek De foliebaan heeft altijd een minimale lengte, die grotendeels door zojuist genoemde factoren bepaald wordt. Meestal gaat het om drie tot zes meter. Hoe langer de foliebaan is, des te groter is de kans dat de baan naar links of rechts wil verlopen, en des te meer baanspanning er zal ontstaan. Een te hoge baanspanning leidt tot oncontroleerbare rek van de folie met zaklengteverschillen en een verlopende bedrukking als gevolg. Markering In de foliebaan is een fotocel opgenomen. Deze cel stuurt het transport van de foliebaan met behulp van op de folie gedrukte tastvlekken of andere markeringen. Per zaklengte is er één zo n markering. De cel ziet de markering en zorgt voor het transport van één zaklengte per machinecyclus. Tastvlek of contrast Afhankelijk van het type fotocel moet er een duidelijk contrast zijn tussen de tastvlek en de overige bedrukking. In plaats van een conventionele tastvlek (vaak een zwart balkje) kan de markering ook een sterk, eenmalig voorkomend contrast in de bedrukking zijn. Met een kleurgevoelige fotocel of kleurensensor kan het ook om een kleurverschil gaan, waarbij een voldoende mate van contrast ook weer noodzakelijk is. In de breedte verplaatsbare fotocel 16
VAN FOLIE TOT ZAK Positie De fotocel is altijd over de breedte van de foliebaan te verplaatsen, zodat hij optimaal afgesteld kan worden op de positie van de markering op het verpakkingsmateriaal. Snijpositie De afstand tussen de fotocel en het mes in de sealbekkenunit bepaalt de snijpositie tussen elke twee zakken. Is deze afstand te klein, dan zal het mes te hoog in de verpakking snijden, en vice versa. In conventionele machines wordt deze afstand gereguleerd door het deel van de foliebaan tussen fotocel en mes te verlengen of te verkorten. De machine heeft daartoe een instelbare rol. In recente machines wordt het afsnijpunt steeds vaker automatisch gecorrigeerd. Monochroom In sommige machinesystemen moet de tastvlek zich op een monochroom (eenkleurig) gedrukt deel van de foliebaan bevinden. Tijdens het instellen transporteert de machine het verpakkingsmateriaal automatisch net zolang tot de fotocel de tastvlek ziet. Dergelijke machinesystemen kunnen automatisch de juiste zaklengte instellen. Niet-monochroom Bij een niet-monochrome bedrukking moet de tastvlek in een vooraf gedefinieerd tijdsvenster voorbijkomen. De fotocel is alleen gedurende dit tijdsvenster actief. De rest van de bedrukking die voorbijkomt, wordt genegeerd. Het voordeel van dit systeem is dat de verpakking volvlak bedrukt kan worden, en dat deze bedrukking ook bij sterke contrasten in principe geen fouten kan veroorzaken. Het instellen van de machine is echter minder makkelijk omdat de snijpositie proefondervindelijk moet worden vastgesteld. FOLIETRANSPORT Er zijn twee technieken om de foliebaan door de machine te transporteren. De eenvoudigste techniek maakt gebruik van de sealbekken, die de foliebaan als een soort tang vastgrijpen en het materiaal zo naar beneden trekken. Dit wordt het tangenaftrekprincipe genoemd. De tweede tech- 17
HOOFDSTUK 3 niek, het bandaftrekprincipe, maakt gebruik van transportbanden waarmee het verpakkingsmateriaal langs de vormpijp omlaag geduwd wordt. Tangenaftrekprincipe Bij het tangenaftrekprincipe bewegen de sealbekken zich bij elke nieuw zak naar boven. De bekken sluiten zich om het verpakkingsmateriaal vast te grijpen. Dan worden ze naar beneden bewogen, waarmee het folietransport begint. Tijdens deze neerwaartse beweging wordt het materiaal direct geseald. Bij het bereiken van de gewenste zaklengte (die mechanisch ingesteld is en door een fotocel gecontroleerd wordt) worden de bekken geopend en stopt het folietransport. De bekken bewegen zich dan naar boven voor de volgende cyclus. Het tangenaftrekprincipe 18 Neer en op De neerwaartse beweging verloopt meestal trager dan de opwaartse beweging. Het folietransport, het sealen en het vullen beslaat 7 12 van de machinecyclus; de opwaartse beweging vindt in 5 12 van de cyclus plaats.
VAN FOLIE TOT ZAK Voordelen tangenaftrekprincipe Het vooral vroeger vaak gebruikte tangenaftrekprincipe heeft vier belangrijke voordelen. Het is een relatief eenvoudig systeem, vooral omdat het gebruikmaakt van bestaande onderdelen (de sealbekken) en er geen aparte voorzieningen (zoals transportbanden) nodig zijn. Het systeem levert hoge aftrekkrachten, wat een steilere inloophoek van de vormschouder en daarmee een beter spoorgedrag van de foliebaan mogelijk maakt (zie bladzijde 29). De met de verpakking en dus ook met het vallende product meebewegende sealbekken zorgen voor een zachte landing van het product in de zak, wat vooral voor breukgevoelige producten belangrijk is. Er ontstaat tijdwinst omdat twee handelingen in één machinecyclus gecombineerd worden: de foliebaan wordt tegelijkertijd geseald en getransporteerd. Nadelen Hier staan twee nadelen tegenover. Doordat de sealbekken aan het materiaal trekken kunnen op deze manier geen blokbodemzakken gemaakt worden, maar alleen pillowbags en zijvouwzakken. Het opnamevolume van de zakken is kleiner omdat de zak tijdens het transport dichtgevouwen wordt. Bandaftrekprincipe Het vaak toegepaste bandaftrekprincipe werkt met aan weerszijden van de vormpijp lopende transportbanden. Deze banden duwen de foliebaan langs de pijp naar beneden. Er worden drie soorten banden gebruikt: wrijvingsbanden, vacuümbanden en een combinatie van deze twee types. Wrijvingsbanden Wrijvingsbanden maken gebruik van het feit dat de wrijving tussen de transportbanden en het verpakkingsmateriaal groter is dan de wrijving tussen verpakkingsmateriaal en vormpijp. Vooral bij verpakkingsmateriaal met een gladde buitenkant en (voor extra wrijving zorgend) polyethyleen aan de binnenzijde is dit wrijvingsverschil zo klein dat daardoor problemen kunnen ontstaan. 19
HOOFDSTUK 3 Wrijvingsbanden en vacuümbanden Vacuümbanden Bij vacuümbanden wordt de folie tegen de banden aan gezogen. Hierdoor is er geen wrijving meer tussen folie en vormpijp en verloopt het proces aanzienlijk soepeler. Vacuümondersteunde wrijvingsbanden Bij een combinatie van deze twee technieken wordt de wrijving tussen folie en vormpijp gereduceerd, maar niet volledig opgeheven. Het verschil Het verschil tussen deze drie types uit zich vooral in de levensduur van de banden. Als wrijvingsbanden bij een bepaalde combinatie van verpakkingsmateriaal en vormpijpmateriaal twee tot vier weken meegaan, gaan vacuümondersteunde banden onder die condities enkele maanden mee, en vacuümbanden meerdere jaren. 20
VAN FOLIE TOT ZAK Aangedreven rollen Voor een betere loop van de foliebaan hebben sommige machines behalve de wrijvingsbanden ook nog een aangedreven rol, die vlak voor de vormschouder zit: tenslotte is de frictie op de vormschouder het grootst. De extra duwkracht die door deze rubberen rol geleverd wordt, laat ook een steilere inloophoek toe en maakt dus een beter spoorgedrag mogelijk (zie bladzijde 29). Voor- en nadelen De twee belangrijkste voordelen van het bandaftrekprincipe zijn dat deze techniek de productie van alle mogelijke zakvormen toelaat en dat het opnamevolume van de zakken maximaal benut wordt. De nadelen zijn de geringere aftrekkrachten en het feit dat de folie niet naar beneden getrokken, maar vooruitgeduwd wordt. Mede door de extra weerstand van bijvoorbeeld zakspreiders of een blokbodemmondstuk kan het foliemateriaal daardoor rond de vormpijp opstropen. Bovendien vindt het folietransport en het sealen van de dwarsnaad na elkaar plaats. Voor elk van deze handelingen is eenderde van de machinecyclus beschikbaar. DE VORMSCHOUDER De vormschouder is het hart van de verpakkingsmachine. De complexe vorm van de schouder heeft onder meer invloed op het spoorgedrag van de foliebaan, op de baanspanning en op de benodigde aftrekkrachten voor het folietransport. Langsnaad en folie Het model van de schouder bepaalt verder de positie van de langsnaad (in het midden of in een hoek van de zak) en het soort langsnaad (omlegnaad of overlapnaad). Ook de maximaal verwerkbare dikte en stijfheid van de folie hangen met het model van de vormschouder samen. Formaatdelen De schouder vormt de foliebaan tot een buis, die door sealen en snijden in individuele zakken verdeeld wordt. De zakbreedte wordt bepaald door de buitendiameter van de vormpijp, waardoor het product in de zak gestort wordt. 21
HOOFDSTUK 3 Vormschouder en vormpijp zijn samen de formaatdelen of de formaatset van de machine. Elke zakbreedte heeft een eigen vormschouder en vormpijp. Vleugels en kraag De belangrijkste elementen van de vormschouder zijn de vleugels, waar de foliebaan overheen loopt, en de kraag, waar de schouder overgaat in de vormpijp: op dat punt wordt de foliebaan tot een buis gevormd. vleugels kraag Vormschouder en vormpijp Inloophoek De vleugels van de vormschouder leiden de foliebaan onder een bepaalde hoek naar de kraag van de schouder. Deze hoek, de zogenaamde inloophoek, is afhankelijk van de zakbreedte (bepaald door de diameter van de vormpijp) en van de beschikbare aftrekkracht van de machine. Steiler is beter Het grote voordeel van een steilere inloophoek is een beter spoorgedrag van de foliebaan. Voor een steilere inloophoek moeten de aftrekkrachten van de machine echter wel voldoende zijn. Goed spoorgedrag is vanzelfsprekend essentieel voor een ongestoorde productie. Voor een optimale continuïteit en een optimaal spoorgedrag moet een goed compromis gevonden worden tussen de beschikbare aftrekkrachten en het model van de vormschouder. 22
VAN FOLIE TOT ZAK De kraag Een steilere inloophoek vraagt meer aftrekkrachten omdat de weerstand op de kraag hoger is. Bovendien zal de kraag een scherper model hebben, waardoor hij eerder aan slijtage onderhevig is en een versleten kraag geeft kans op beschadiging van het verpakkingsmateriaal. Vormschouders: het materiaal Vormschouders worden vervaardigd uit volmetaal (brons of aluminium), plaatstaal (RVS) of kunststof. Volmetaal Volmetalen schouders worden gegoten naar het model van een moederschouder en daarna met de hand gepolijst. In de kraag zit een hardstalen slijtplaat die na verloop van tijd vervangen kan worden. Volmetalen schouders zijn zeer robuust en relatief eenvoudig te repareren: zo zijn de schouders bijvoorbeeld opnieuw te polijsten en te verchromen. Daar staat tegenover dat ze erg zwaar zijn, wat ze lastig te hanteren maakt, en dat het aantal modellen beperkt is door de hoge kosten van de benodigde gietmallen. Hierdoor hebben deze schouders sterk aan populariteit ingeboet. Plaatstaal Plaatstalen schouders worden gemaakt van een plaat RVS die in model geforceerd en daarna rond een bus gelast wordt. Voor het berekenen en vormen van de plaat worden gecompliceerde computermodellen gebruikt. Ondanks het grote aantal computermodellen dat hiervoor ontwikkeld is, blijft het toch moeilijk om de complexe vorm van de schouder op deze manier perfect te realiseren. Plaatstalen schouders worden daarom eigenlijk alleen ingezet voor makkelijk lopende foliematerialen zoals polyethyleen. Kunststof Voor kunststofschouders worden verschillende combinaties van harde kunststof kernen met een gladde buitenlaag gebruikt. De vorm van de schouder wordt in een speciaal procédé verkregen door de natuurlijke baan van het verpakkingsmateriaal te volgen en deze baan met een kneedbare tweecomponentenkunststof te fixeren. Dit maakt een bijna eindeloze diversiteit aan zakvormen mogelijk. 23
HOOFDSTUK 3 De voordelen Kunststof schouders hebben uitstekende loopeigenschappen, ze zijn licht en slijtvast, en ze zijn niet duurder dan schouders van andere materialen. Wel zijn ze relatief kwetsbaar voor valschade. DE VORMPIJP De vormpijp is het onderdeel dat direct op de vormschouder aansluit. De pijp is niet alleen medebepalend voor de zakvorm en de zakbreedte, maar ook voor de verpakkingssnelheid. Vormpijp en zakbreedte Het product valt door de vormpijp die daarom ook wel vulpijp genoemd wordt in de zak. De zakbreedte wordt bepaald door de buitendiameter van de vormpijp. Spleet De foliebaan glijdt over de kraag van de vormschouder en verdwijnt dan in de spleet tussen vormpijp en de daaromheen liggende vormschouder. De breedte van deze spleet is van cruciaal belang voor een ongestoorde productie en een perfect ogende zak. Is de spleet te krap, dan zal het foliemateriaal de neiging hebben om rond de vormpijp op te stropen. Een te wijde spleet geeft het foliemateriaal te veel ruimte, waardoor de zak diagonaal lopende vouwen (de zogenaamde bliksemschichten ) zal vertonen. Wel moet de spleet in voorkomende gevallen ruim genoeg zijn om in een eerdere fase op de folie bevestigde stickers of reclosables door te laten. Binnendiameter vormpijp De binnendiameter van de pijp bepaalt de doorlaatopening van het product. Een kleinere opening vertraagt de maximaal haalbare verpakkingssnelheid, eenvoudigweg omdat er minder product tegelijk doorheen past. Op bladzijde 35 wordt hier nader op ingegaan. Model vormpijp Bij een gegeven zakbreedte biedt een ronde vormpijp de grootste doorlaatopening. Bij grote zakformaten worden ook vaak ovale vormpijpen gebruikt. Zo kan de weg die de 24
VAN FOLIE TOT ZAK sealbekken bij elke machinecyclus moeten afleggen (openen, sluiten) binnen de perken blijven, en blijft de machine compact. Ovale vormpijpen worden soms ook toegepast bij het verpakken van grotere platte producten zoals diepgevroren vis. Rechthoekige vormpijpen Bij sommige zakvormen worden rechthoekige vormpijpen gebruikt. Bij een gelijkblijvende zakbreedte biedt deze vorm de kleinste doorlaatopening. 30 mm = 3600 mm 2 120 mm 50 mm = 5000 mm 2 100 mm 94 mm = 6939 mm 2 Bij gelijkblijvende zakbreedte geeft de ronde pijp de grootste en de rechthoekige pijp de kleinste doorlaatopening. Bij de ovale pijp is de weg die de sealbekken van open naar gesloten positie moeten afleggen het kortst. Slijtage vormpijp Slijtage aan vormpijpen doet zich vooral voor bij de kraag, waar de foliebaan tussen vormschouder en vormpijp naar beneden wordt bewogen. Het materiaal van de vormpijp is medebepalend voor de mate van slijtage. Materiaal vormpijp Een andere overweging bij het kiezen van het materiaal van de vormpijp is het gewicht. Lichtere formaatdelen zijn makkelijker te verwisselen, wat de productietijd ten goede 25
HOOFDSTUK 3 komt. Vormpijpen worden gemaakt uit hardverchroomd staal, roestvrij staal (RVS), geanodiseerd aluminium of kunststof. De twee lichtste materialen, aluminium en kunststof, zijn helaas beperkt in hun toepassing in de verpakking van voedingsmiddelen. Zo tast zout aluminium aan, en zijn niet alle geschikte kunststofsamenstellingen in afdoende mate getest op hun effect op voedingsmiddelen. Zakspreiders en zijvouwspanen Onder aan de vormpijp bevinden zich een of meer elementen die een goed gevormde zak helpen produceren. Voor de productie van pillowbags of vlakke zakken zijn zakspreiders nodig. Deze uit verenstaal vervaardigde vingers strekken de zak in de breedte voordat de dwarsnaden worden gemaakt. Zo worden plooien in de dwarsnaden voorkomen en ontstaan rechte, vlakke naden. De vouwen in een zijvouwzak worden gemaakt door aan weerszijden van de vormpijp gemonteerde zijvouwspanen. Deze driehoekige spanen vouwen de benodigde extra hoeveelheid verpakkingsmateriaal om twee stalen pennen heen naar binnen. Een zijvouwzak in wording 26
VAN FOLIE TOT ZAK Bij het maken van standzakken of blokbodemzakken wordt een speciaal mondstuk gebruikt. Dit mondstuk laat de om de ronde vormpijp bewegende foliebaan overgaan in het vierkante of rechthoekige model van de bodem van de zak. Vlak voor het sluiten van de dwarsnaadsealbekken wordt de folie door horizontaal gemonteerde spanen om het mondstuk heen naar binnen gevouwen. LANGSNAAD De langsnaad is de naad in de lengterichting van de zak. De keuze tussen een overlapnaad of een omlegnaad is afhankelijk van (de opbouw van) het verpakkingsmateriaal, zoals u hieronder leest. Vormen en plaats van de naad De naad wordt gevormd door de uitloop van de vormschouder, waarmee ook de plaatsing van de naad gestuurd wordt. Bij sommige zakken zit de naad in het midden van de achterzijde van de zak; andere zakken hebben de naad op een van de hoeken. Zo wordt de langsnaad gevormd door de uitloop van de vormschouder. Overlapnaad Bij de overlapnaad of lapseal wordt de binnenkant van de ene zijde van de foliebaan over de buitenkant van de andere zijde van de foliebaan geslagen: de overlappende binnenkant wordt dus op de onderliggende buitenkant geseald. Het voordeel van de overlapnaad is dat er minder verpakkingsmateriaal gebruikt wordt dan bij de omlegnaad, zoals de illustratie ook duidelijk laat zien. 27
HOOFDSTUK 3 Tweezijdig sealbaar Een dergelijke naad kan alleen gemaakt worden als zowel de binnen- als de buitenzijde van het foliemateriaal sealbaar is. In de praktijk betekent dit dat overlapnaden vooral voorkomen bij zakken die van puur polyethyleen (PE) of polypropyleen (PP) gemaakt zijn, of bij zakken die aan de buitenzijde van een speciale seallak voorzien zijn. Omlegnaad Bij de omlegnaad wordt de ene zijde van de foliebaan ongeveer 10 mm omgeslagen. Zo komt de binnenkant van het foliemateriaal boven te liggen. De andere zijde van het materiaal wordt er vervolgens overheen gelegd, waarna er geseald wordt. Zo wordt dus de binnenkant op de binnenkant van het materiaal geseald. De omlegnaad wordt in het algemeen toegepast voor folielaminaten waarbij het sealmedium zich aan de binnenkant van het materiaal bevindt. Langsnaad, zakbreedte en foliebreedte In het begin van dit hoofdstuk kwam u de volgende formule al tegen: Foliebreedte langsnaadbreedte = zakbreedte 2 Benodigd materiaal Voor een overlapnaad is meestal 15 of 20 mm foliemateriaal nodig. Dit extra materiaal wordt symmetrisch verdeeld: zowel aan de linker- als aan de rechterzijde van de foliebaan wordt 7,5 of 10 mm foliemateriaal gebruikt. Een omlegnaad vereist vanzelfsprekend meer materiaal. Bij de meeste zakmaten is 20 mm nodig en bij grotere verpakkingen zelfs 25 mm of meer. Dit materiaal moet zich grotendeels aan één zijde van de foliebaan bevinden, namelijk aan de zijde waarvan de rand omgelegd wordt. In het midden of niet Bij een overlapnaad ligt het midden van de rol in het verlengde van het hart van de vormschouder. Voor het maken van een omlegnaad moet de rol 10 of 15 mm naar links of naar rechts gepositioneerd worden. 28
VAN FOLIE TOT ZAK Minder breed Dit betekent dat de maximale zakbreedte voor zakken met een overlapnaad vaak groter is dan voor zakken met een omlegnaad: als de folie precies door het hart van de machine loopt, wordt de beschikbare breedte optimaal benut. Bij het maken van een omlegnaad is er loze ruimte aan één zijde van de uit het midden geplaatste foliebaan. Spoorgedrag en langsnaad Het spoorgedrag van de folie is van groot belang voor een goed sluitende langsnaad. Als de foliebaan verschuift, vallen de randen van het materiaal niet meer op elkaar, zodat er niet geseald kan worden. In een eerdere fase zal de bedrukking aan beide zijden van de naad niet meer goed aansluiten. Bij slecht spoorgedrag zal de operator de foliebaan voortdurend moeten controleren en waar nodig moeten bijregelen. Naar links of rechts verlopend verpakkingsmateriaal is een van de meest voorkomende storingsbronnen. Bij continumachines komen dergelijke storingen aanzienlijk minder vaak voor dan bij intermitterende machines. De verschillen tussen deze twee machinetypes komen op bladzijde 30-32 aan bod. Sealen van de langsnaad De langsnaad wordt geseald door een parallel aan de vormpijp geplaatste sealunit, die de beide lagen van het materiaal tegen de vormpijp drukt en door warmte laat versmelten. De lengte van de sealunit zal meestal gelijk zijn aan de maximale zaklengte die op de machine gemaakt kan worden. Dat betekent in de praktijk dat de langsnaad bij kortere zakken meerdere malen geseald wordt. DE DWARSNADEN Het maken van de dwarsnaden is het gevoeligste deel van het verpakkingproces, omdat hierbij verpakkingsmateriaal en product bij elkaar komen op het moment dat de zak gesloten en afgesneden wordt. In hoofdstuk 4 wordt op dit proces nader ingegaan. Dwarsnaadsealbekken De sealunit die de dwarsnaden maakt, bevindt zich onder de vormpijp. In deze sealunit zitten twee paar dwarsnaad- 29
HOOFDSTUK 3 sealbekken. Eén paar sealt de kopnaad van de gevulde zak, terwijl het andere paar tegelijkertijd de bodemnaad van de direct daarop te vullen zak sealt. Sealunit met dwarsnaadsealbekken Verwarming onder druk Net als de langsnaad worden ook de dwarsnaden geseald door de twee lagen materiaal met de sealbekken tegen elkaar te drukken en te verwarmen. Daarbij smelt het sealmedium, dat direct daarna door afkoeling stolt en een stabiele verbinding vormt. INTERMITTERENDE EN CONTINUMACHINES Verticale vorm-, vul- en sluitmachines zijn er in twee hoofdsoorten: intermitterende machines en machines met een continu werkingsprincipe, de zogenaamde continumachines. Intermitterend of continu In een intermitterende machine staat het verpakkingsmateriaal stil als de langsnaad geseald moet worden: dat is dus één keer per machinecyclus. Bij een continumachine wordt het materiaal inderdaad continu getransporteerd. Hogere output In eerste instantie werden continumachines vooral aangeschaft omdat ze een 30 tot 50% hogere output bieden, maar dergelijke machines bieden veel meer voordelen. 30
VAN FOLIE TOT ZAK Lagere foliesnelheid Ondanks de hogere output beweegt het verpakkingsmateriaal in een continumachine veel trager dan in een intermitterende machine: tenslotte wordt het continu getransporteerd, terwijl het materiaal in een intermitterende machine gedurende ongeveer tweederde van de cyclus stilstaat. In het resterende derde deel moet de folie dus een relatief grote afstand overbruggen, waarbij een hoge snelheid noodzakelijk is. Een factor 3 Bij het maken van een zaklengte van 300 mm en een snelheid van 60 zakken per minuut heeft de folie in een intermitterende machine een snelheid van 1 meter per seconde. Bij een continumachine wordt die snelheid gereduceerd tot 0,3 meter per seconde: dat is een factor 3 lager. Meer rust, minder storingen Een lagere foliesnelheid geeft vanzelfsprekend minder storingen. Ook krijgt het materiaal een veel rustiger verloop doordat de foliebaan niet bij elke cyclus hoeft te stoppen en te starten: het gaat niet slaan, zoals bij intermitterende machines wel gebeurt. Ook de kans op zijdelings verschuiven wordt geminimaliseerd, waardoor problemen in het langsnaadgebied tot een minimum beperkt blijven. O- en D-curve Om in een continumachine de dwarsnaden te kunnen sealen, moeten de sealbekken met het verpakkingsmateriaal meebewegen. Op sommige machines volgen de sealbekken daartoe een vaste curve. Volgen beide sealbekken een rotatie- of O-curve, dan raken ze elkaar maar kort: de sealtijd is dus beperkt. Bij een D-vormige curve, waarbij de rechte zijden van de D s naar elkaar toe wijzen, is de sealtijd langer: er wordt geseald zolang beide sealbekken de rechte zijde van de curve volgen. Het belangrijkste nadeel van deze vaste curven is dat de sealtijd alleen maar te verlengen is door de machinesnelheid te verlagen. Verticaal Dat nadeel bestaat niet bij continumachines, waarbij de sealbekken het verpakkingsmateriaal volgen door behalve de gebruikelijke horizontale beweging ook een verticale 31
HOOFDSTUK 3 De 0-curve en de D-curve beweging te maken. De sealtijd is dan simpelweg te variëren door de bekken korter of langer met de folie mee te laten bewegen. Een langere sealtijd is te compenseren door de bekken sneller omhoog te laten bewegen, zodat de verpakkingssnelheid gelijk blijft. Minder breuk De verticale beweging van de sealbekken verzacht de landing van het product, waardoor breukgevaar gereduceerd wordt. Variabele snelheid Het breukgevaar kan nog verder verkleind worden door de onderlinge snelheid van de sealbekken en het verpakkingsmateriaal te variëren. Als de sealbekken iets sneller bewegen dan het verpakkingsmateriaal wordt de zak in een V-vorm getrokken. Koekjes en andere breekbare producten worden zo beter opgevangen: ze vallen via de schuine zijkanten van de V naar beneden. 32
VAN FOLIE TOT ZAK Verpakkingsmateriaal sneller Beweegt daarentegen het verpakkingsmateriaal sneller omlaag dan de sealbekken, dan gaat de zak maximaal open ongeveer zoals een sok makkelijker aan te trekken is als de bodem (waar de tenen komen) dichter naar de opening van de sok gebracht wordt. Dit verbetert de vullingsgraad van de zak, wat bijvoorbeeld belangrijk is voor chips en vergelijkbare producten. Stoffige producten Doordat de folie en de sealbekken steeds in beweging zijn, ontstaat er een neerwaartse luchtstroom. Dit heeft een positief effect bij de verpakking van stoffige producten zoals poeders en kruiden, maar ook bij gesuikerde snoepjes. De luchtstroom zorgt er namelijk voor dat het stof met het product mee de zak in gaat, en niet in de sealnaad terechtkomt. De langsnaad Hoe de langsnaad gemaakt wordt, hangt deels af van het gebruikte verpakkingsmateriaal. De langsnaad van nietheatsealbare materialen wordt op continumachines met hete lucht gemaakt. Voor heatsealbare materialen, waartoe de meeste laminaten behoren, zijn er drie technieken, waarbij de derde een variant op de tweede is. Bij de sleeplangsnaad wordt een langsnaadijzer tegen de eronderdoor bewegende folie gedrukt. Dit eenvoudige systeem vergt weinig onderhoud, maar vereist wel een redelijke aftrekkracht en een min of meer constante foliesnelheid. Omdat de folie beweegt, kan er slechts geringe druk worden uitgeoefend. Dit wordt gecompenseerd door langer te sealen. Als de zak even lang is als het langsnaadijzer, wordt er gedurende de volledige machinecyclus geseald, en bij kortere zakjes dus zelfs langer. Het langsnaadijzer komt van de folie af als het folietransport stopt: zo wordt voorkomen dat het verpakkingsmateriaal smelt of verbrandt. De tweede techniek maakt gebruik van een aparte, door een servo- of stappenmotor aangedreven sealband die tegen folie en vormpijp wordt gedrukt. Daarbij is een goede synchronisatie van bandsnelheid en foliesnelheid uiteraard van groot belang. De extra druk die dit systeem oplevert is bijvoorbeeld nodig voor verpakkings- 33