Anzahl Durchsuchen:0 Autor:Site Editor veröffentlichen Zeit: 2024-10-14 Herkunft:Powered
Das Befüllen von Tuben ist ein entscheidender Prozess beim Verpacken verschiedener Produkte, die wir täglich verwenden. Von Kosmetika bis hin zu Arzneimitteln sorgt es für eine präzise und hygienische Produktlieferung.
In diesem Blog erkunden wir die Besonderheiten der Tubenfüllung. Sie lernen verschiedene Maschinen, Techniken und Branchen kennen, die auf diese wichtige Verpackungsmethode angewiesen sind.
Wenn es um das Befüllen von Tuben geht, sollten Sie als Erstes wissen, welche Tuben zum Befüllen geeignet sind. Es stehen drei Haupttypen zur Verfügung, die für verschiedene Produkte und Branchen geeignet sind: Kunststofftuben, laminierte Tuben und Aluminiumtuben.
Kunststofftuben erfreuen sich aufgrund ihrer hervorragenden Formbarkeit und Wirtschaftlichkeit großer Beliebtheit. Diese Schläuche werden häufig aus Materialien wie Polyethylen (PE), Polypropylen (PP) oder Polyethylenterephthalat (PET) hergestellt und sind leicht, druckbeständig und schlagfest. Sein einzigartiges elastisches Gedächtnis ermöglicht es ihm, nach der Extrusion schnell in seine ursprüngliche Form zurückzukehren, was es ideal für häufig verwendete Produkte macht.
Kunststofftuben werden häufig in der Kosmetik-, Körperpflege- und Lebensmittelindustrie verwendet und eignen sich besonders für Produkte mit leichterer Textur wie Lotionen, Reinigungsmittel und Handcremes.
Fortschritte in der Laminattube-Technologie haben zu fortschrittlicheren Verpackungslösungen geführt. Es gibt zwei Arten von laminierten Tuben: Tuben aus Aluminium-Barriere-Laminat (ABL) und Tuben aus Kunststoff-Barriere-Laminat (PBL).
Tuben aus Aluminium-Barriere-Laminat (ABL).
Aluminium-Barriere-Laminat-Schläuche (ABL) kombinieren die Flexibilität von Kunststoff mit den überlegenen Barriereeigenschaften von Aluminium und bestehen typischerweise aus mehreren Schichten, darunter einer inneren PE-Schicht, einer Zwischenschicht aus Aluminiumfolie und einer äußeren PE- oder PET-Schicht, die effektiv sind Blockiert Sauerstoff, Licht und Feuchtigkeit und verlängert die Haltbarkeit des Produkts, wodurch es besonders für Produkte geeignet ist, die empfindlich auf Oxidation reagieren, wie z. B. Vitamin-C-Extrakte oder bestimmte medizinische Salben.
Tuben aus Kunststoff-Barriere-Laminat (PBL).
Kunststoff-Barriere-Laminat-Schläuche (PBL) hingegen bestehen vollständig aus mehreren Kunststoffschichten, wie z. B. der PE/EVOH/PE-Struktur, was eine bessere Flexibilität und Recyclingfähigkeit bietet und gleichzeitig ein gewisses Maß an Barriereeigenschaften beibehält. PBL-Schläuche sind häufig Wird für Produkte verwendet, die ein mittleres Maß an Barriereeigenschaften erfordern, wie z. B. Zahnpasta oder Haarspülung.
Tubenfüllmaschinen füllen halbflüssige oder viskose Flüssigkeiten volumen- und geschwindigkeitsgenau in Tuben aller Art. Von Körperpflegeprodukten bis hin zu pharmazeutischen Präparaten spielen Tubenfüllmaschinen eine wesentliche Rolle in einer Vielzahl von Branchen und können ein breites Spektrum an Materialien verarbeiten, von niedrigviskosen wässrigen Emulsionen (z. B. Shampoos mit einer Viskosität von etwa 5.000–10.000 cps) bis hin zu hochviskose Salben (z. B. medizinische Salben mit einer Viskosität von mehr als 100.000 cps).
Je nach Automatisierungsgrad und Produktionsanforderungen werden Tubenfüllmaschinen hauptsächlich in drei Typen unterteilt: manuelle Tubenfüllmaschinen, halbautomatische Tubenfüllmaschinen und vollautomatische Tubenfüllmaschinen.
Definition:
Eine manuelle Tubenfüllmaschine ist die einfachste Abfüllausrüstung, bei der der Abfüllvorgang durch menschliche Bedienung mit einfacher mechanischer Struktur abgeschlossen wird. Diese Maschinen verwenden normalerweise ein Kolben- oder pneumatisches Füllsystem und die Füllgenauigkeit kann ±1-2 % erreichen.
Merkmale
Flexibler Einsatz, geeignet für kleine Mengen und Produktionsvarianten
Einfacher Aufbau, geringe Wartungskosten, geringe Anfangsinvestition
Die Füllgeschwindigkeit ist langsam, normalerweise 10–30 Röhrchen/Minute
Geeignet für kleine Produktionslinien oder Labore mit geringem Leistungsbedarf
Anwendung
Zu den Anwendungsszenarien gehören kleine Kosmetikstudios, individuelle Rezepturen in der Apotheke oder die Probenvorbereitung im Labor. Aufgrund des hohen menschlichen Einflusses ist es jedoch schwierig, mit dieser Art von Ausrüstung eine dauerhafte Füllkonsistenz sicherzustellen.
Definition
Durch die Kombination von manuellem Betrieb und mechanischer Automatisierung sind halbautomatische Tubenfüllmaschinen eine ideale Wahl für die mittlere Produktion. Diese Maschinen verwenden typischerweise ein servomotorbetriebenes Dosierpumpensystem und die Füllgenauigkeit kann auf ±0,5–1 % verbessert werden.
Merkmale:
Automatisierung des Abfüllvorgangs, manuelles Be- und Entladen ist jedoch erforderlich
Deutlich höhere Abfüllgeschwindigkeiten, bis zu 30-60 Tuben/Minute
Ausgestattet mit Präzisionsdosiersystemen wie Zahnradpumpen oder Schlauchpumpen
Einstellbare Parameter zur Anpassung an unterschiedliche Rohrgrößen (15–50 mm Durchmesser) und Produktviskositäten (1.000–50.000 cps).
Anwendung
Diese Maschinen sind häufig in kleinen und mittleren Kosmetikproduktionslinien, Pharmaherstellern sowie Lebensmittel- und Aromastoffherstellern zu finden. Sie sind in der Regel mit einer SPS-Steuerung zur einfachen Produktionsdatenerfassung und Parameteranpassung ausgestattet.
Definition
Vollautomatische Tubenfüllmaschinen stellen das höchste Niveau der Tubenfülltechnik dar und sind für die großindustrielle Produktion geeignet. Diese Maschinen integrieren fortschrittliche Mechatronik-Technologie und realisieren eine vollständige Automatisierung vom Laden, Positionieren, Befüllen und Verschließen der Tuben bis hin zum Drucken der Chargennummer.
Merkmale
Hohe Produktionseffizienz, bis zu 100–300 Tuben/Minute
Füllgenauigkeit bis zu ±0,2–0,5 %, basierend auf einem hochpräzisen Servosystem und fortschrittlicher Durchflusskontrolltechnologie
Integration fortschrittlicher SPS- oder Industrie-PC-Steuerungssysteme zur Unterstützung komplexer Produktionsrezeptverwaltung und Datenrückverfolgbarkeit.
Kompatibel mit einer Vielzahl von Abfüllsystemen, wie z. B. Zeit-Druck-, Volumen- oder Massendurchflussmessern, um Produkte mit unterschiedlichen Viskositäten (1–500.000 cps) und Eigenschaften zu verarbeiten.
Nahtlose Integration mit anderen Automatisierungsgeräten (z. B. Kartonier- und Etikettiermaschinen) zur Bildung einer kompletten Produktionslinie.
Anwendung
Diese Maschinen werden häufig von großen Kosmetikunternehmen und Pharmaherstellern für Hochgeschwindigkeitsproduktionslinien und industrielle Chargenproduktion eingesetzt. Viele vollautomatische Systeme integrieren außerdem Inline-Qualitätsprüfungen (z. B. Metallerkennung, Gewichtskontrolle), intelligente IoT-Konnektivität und umweltfreundliche, energieeffiziente Designs (z. B. servoangetriebene Systeme mit 30–50 % geringerem Energieverbrauch).
Trichter oder Tank: Typischerweise aus 316L-Edelstahl gefertigt, mit einem Fassungsvermögen von 50 bis 500 Litern.
Rührwerk: Gewährleistet die Homogenität des Produkts mit einstellbaren Geschwindigkeiten von 20 bis 200 U/min.
Temperaturkontrolle: Hält das Produkt auf optimaler Viskosität, präzise auf ±0,5 °C.
Positive Verdrängerpumpe: Normalerweise eine servoangetriebene Kolben- oder Drehkolbenpumpe.
Genauigkeit: Ermöglicht ±0,5 % nach Gewicht oder Volumen.
Durchflussraten: Einstellbar von 1 ml/min bis 1000 ml/min, abhängig von der Produktviskosität.
Viskositätsbereich: Kann Produkte von 1 cPs bis 1.000.000 cPs verarbeiten.
Material: Edelstahl 316L oder von der FDA zugelassene Polymere.
Anti-Tropf-Mechanismus: Verwendet ein pneumatisches oder servogesteuertes Absperrventil.
Düsendurchmesser: Austauschbar, von 2 mm bis 25 mm.
Fill-from-Bottom-Technologie: Reduziert den Lufteinschluss, der für Produkte, die empfindlich auf Oxidation reagieren, entscheidend ist.
Zuführmechanismus: Verwendet Vibrationsschüsselzuführer oder Magazinlader.
Positionierungsgenauigkeit: ±0,1 mm, gewährleistet durch servogesteuerte Greifer.
Rohrgrößen: Geeignet für Durchmesser von 10 mm bis 50 mm und Längen von 50 mm bis 250 mm.
Heißsiegeln: Für Kunststoffrohre, Temperaturregelung auf ±1 °C.
Crimpversiegelung: Für Metallrohre, mit einstellbaren Crimpmustern.
Ultraschallversiegelung: Für laminierte Tuben, Betrieb bei Frequenzen von 20–40 kHz.
Dichtungsintegrität: Wird normalerweise auf Drücke von bis zu 3 bar getestet.
SPS: Allen-Bradley oder Siemens, mit Zykluszeiten von nur 1 ms.
HMI: Touchscreen-Schnittstelle, normalerweise 10–15 Zoll, mit Rezeptverwaltungsfunktionen.
Datenprotokollierung: Zeichnet kritische Parameter wie Füllgewicht, Siegeltemperatur und Zykluszeiten auf.
Konnektivität: Unterstützt Industrie 4.0-Protokolle wie OPC-UA oder MQTT
Tubenzuführung: Leere Tuben werden der Maschine korrekt ausgerichtet zugeführt und unter der Fülldüse positioniert.
Produktvorbereitung: Das Produkt wird im Trichter homogenisiert und zur Abfüllstation gepumpt, wobei optimale Temperatur und Viskosität aufrechterhalten werden.
Füllvorgang: Die Düse fährt in das Rohr ein und die Dosierpumpe dosiert die genaue Produktmenge. Um den Lufteinschluss zu reduzieren, kann die Befüllung von unten eingesetzt werden.
Tubenversiegelung: Nach dem Befüllen wird die Tube zur Siegelstation transportiert, wo sie mit der entsprechenden Methode (Hitze, Crimp oder Ultraschall) versiegelt wird.
Qualitätskontrolle: Gefüllte und versiegelte Röhrchen werden einer Gewichtsprüfung (Genauigkeit ± 0,1 g) und einer Sichtprüfung auf Versiegelungsintegrität und Füllstand unterzogen.
Codierung und Kennzeichnung: Chargennummern und Verfallsdaten werden gedruckt, typischerweise mithilfe von Laser- oder Tintenstrahltechnologie mit einer Auflösung von bis zu 600 DPI.
Ausgabe: Fertige Tuben werden zur Sekundärverpackung auf ein Förderband entladen.
Die Auswahl der richtigen Abfüllmaschine für schlauchförmige Behälter ist ein komplexer Entscheidungsprozess, bei dem eine Reihe von Faktoren berücksichtigt werden müssen, um sicherzustellen, dass die Ausrüstung den spezifischen Produktionsanforderungen und Qualitätsstandards gerecht wird. Typischerweise müssen folgende Aspekte berücksichtigt werden:
Zunächst müssen die rheologischen Eigenschaften des abzufüllenden Produkts eingehend analysiert werden. Für Newtonsche Flüssigkeiten können herkömmliche volumetrische Füllsysteme verwendet werden, während für nicht-Newtonsche Flüssigkeiten (z. B. scherverdünnende oder scherverdickende Flüssigkeiten) fortschrittliche Füllsysteme mit Schergeschwindigkeitskompensation, wie beispielsweise servoangetriebene Verdrängerpumpen, erforderlich sind berücksichtigt werden. Gleichzeitig hat der Viskositätsbereich des Produkts (von 1 cPs bis 1.000.000 cPs) einen direkten Einfluss auf die Wahl des Pumpensystems.
Wählen Sie den geeigneten Automatisierungsgrad basierend auf dem erwarteten Produktionsvolumen. Für die Produktion von Kleinserien und mehreren Sorten kann ein halbautomatisches System (30–60 Tuben/Minute) kostengünstiger sein; Für die Produktion im großen Maßstab ist ein vollautomatisches System (100–300 Röhrchen/Minute) besser geeignet. Berücksichtigen Sie gleichzeitig die schnelle Umrüstbarkeit der Ausrüstung, wie z. B. den Einsatz von servogesteuerten Regelsystemen, die den schnellen Wechsel verschiedener Rohrgrößen (Durchmesser 10–50 mm, Länge 50–250 mm) ermöglichen.
Verschiedene Branchen haben unterschiedliche Anforderungen an die Füllgenauigkeit. Beispielsweise kann die Pharmaindustrie eine hohe Präzision von ± 0,5 % erfordern, während in der Kosmetikindustrie ± 1 % ausreichend sein kann. Fortschrittliche Dosiertechnologien wie Massendurchflussmesser oder servoangetriebene Kolbenpumpen sollten bei der Auswahl berücksichtigt und mit einem Online-Gewichtskontrollsystem (Genauigkeit bis zu ±0,1 g) kombiniert werden, um Konsistenz sicherzustellen.
Wählen Sie die geeignete Dichtungstechnologie basierend auf der Art des verwendeten Tubenkörpers (Kunststoff, Metall oder Verbundwerkstoff). Beispielsweise eignen sich Kunststoffrohre zum Heißsiegeln (Temperaturregelgenauigkeit ±1 °C), Metallrohre erfordern eine Crimpversiegelung, während Verbundrohre möglicherweise eine Ultraschallversiegelung (20–40 kHz) erfordern. Die Ausrüstung sollte flexibel genug sein, um unterschiedlichen Dichtungsanforderungen gerecht zu werden.
Für die Pharma- oder Lebensmittelindustrie sind cGMP-konforme Geräte mit einer Konstruktion aus 316L-Edelstahl mit CIP- (Clean-in-Place) und SIP- (Sterilized-in-Place) Funktionen erforderlich. Um höchste Hygienestandards zu gewährleisten, sollten Abfüllsysteme totraumfrei konzipiert sein und die Verwendung von EHEDG-zertifizierten Komponenten in Betracht ziehen.
Moderne Abfüllanlagen sollten über ein fortschrittliches Steuerungssystem verfügen, beispielsweise eine Allen-Bradley- oder Siemens-SPS, mit einem 10-15-Zoll-Touchscreen-HMI zur Unterstützung der Rezeptverwaltung und Datenprotokollierung. Gleichzeitig sollte die Ausrüstung Industrie 4.0-Protokolle wie OPC-UA oder MQTT unterstützen, um eine nahtlose Integration mit MES-Systemen zur Produktionsüberwachung und Rückverfolgbarkeit zu erreichen.
Wählen Sie Geräte mit energieeffizientem Design, wie z. B. Servoantriebssysteme, die den Energieverbrauch um 30–50 % senken können. Berücksichtigen Sie auch den Geräuschpegel, die Stellfläche und die Umgebungskontrollanforderungen des Geräts (z. B. Temperatur- und Feuchtigkeitskontrolle).
Für regulierte Branchen sollte die Ausrüstung relevante regulatorische Anforderungen erfüllen, wie z. B. die Einhaltung von FDA 21 CFR Part 11. Überlegen Sie, ob der Anbieter umfassende Unterstützung bei der IQ/OQ/PQ-Dokumentation bieten kann, um den Validierungsprozess zu optimieren.
Bewerten Sie zusätzlich zur Anfangsinvestition die langfristigen Betriebskosten, einschließlich Energieverbrauch, Wartungsbedarf und Ersatzteilverfügbarkeit. Durch die Auswahl von Geräten mit Ferndiagnosefunktionen und vorausschauender Wartung können Ausfallzeiten und Wartungskosten erheblich reduziert werden.
In diesem ultimativen Ratgeber zu Tubenfüllmaschinen haben wir verschiedene Arten von Tubenfüllmaschinen und ihre Funktionen behandelt. Außerdem werden einige wichtige zu berücksichtigende Faktoren als Referenz aufgeführt.
Die Wahl der besten Tubenfüllmaschine ist entscheidend für den Erfolg Ihres Unternehmens. Zögern Sie nicht, bei dieser wichtigen Entscheidung professionellen Rat einzuholen. Sind Sie bereit, Ihre Tubenverpackung auf die nächste Stufe zu heben? Kontaktieren Sie WEJING noch heute für fachkundige Beratung und erstklassige Tubenfülllösungen!
