Материал из PL Engineering
S-образные виражи времени
К 75-летнему юбилею автоматов на базе VFFS-машин – самого распространенного типа фасовочного оборудования – постоянный автор-эксперт портала Unipack.Ru Владимир Ульянов провел свое собственное исследование этого востребованного и, несомненно, очень интересного вида упаковочной техники.
Содержание |
Как вас теперь называть?
Наверное, самое распространенное в мире упаковочное оборудование – это фасовочные автоматы на базе упаковочных машин, которые называют, по принятой в мире классификации, vertical/form/fill/seal (как вариант - sealing) (VFFS) machine: вертикальными формующими, наполняющими и запечатывающими машинами. А по классификации, утвержденной Минлегпищемашем СССР, их называли упаковочными частями фасовочных автоматов вертикально-линейного воротникового типа, периодического или непрерывного действия.
Не скрою, я подвергался критике за то, что в своих работах больше использую второй термин, а то и просто называю технику воротниковыми машинами или автоматами. Но дело в том, что под международный термин попадает и оборудование совершенно другого типа, например, фасовочные автоматы, образующие плоский пакет «саше». «Советский» же термин называет оборудование по наличию у него обязательной характерной детали – рукавообразователя в форме матросского воротника. Если на упаковочной выставке незнакомому с оборудованием человеку предложить найти эту технику, основываясь на международном термине, боюсь, он не сразу поймет, что от него требуется. И не сомневаюсь, что «воротниковый автомат» он определит сразу.
О классификации по производительности
У каждого объекта техники есть несколько показателей, по которым можно судить о его уровне. Но, чтобы сравнить его с другим оборудованием того же назначения, надо определить главный показатель, по которому можно классифицировать объекты, и разбить их на группы, чтобы не сравнивать несопоставимое.
Практически все исследователи данного вида оборудования считают, что таким показателем для VFFS-машин является теоретическая (кинематическая) производительность, выраженная в пакетах в минуту (циклах в минуту). Было несколько попыток классифицировать упаковочные машины (подчеркиваю, машины, а не автоматы) по производительности. Мне думается, что классы по теоретической производительности, при условии автоматического фасования продукта, должны быть следующими:
- Низший класс: производительность до 25 пакетов в минуту.
- Средний класс: производительность до 100 пакетов в минуту, или чуть выше - хотя большинство производителей ограничиваются для своей техники 60-80 пакетами в минуту.
- Средний улучшенный класс: производительность выше 100 пакетов в минуту, верхний предел - 150 пакетов в минуту. Но большинство производителей оборудования этого класса заявляют 110-130 пакетов в минуту.
- Высокий класс: производительность свыше 150 пакетов в минуту. О верхнем пределе производительности еще поговорим.
Выбор пределов в каждом классе машин основывается на моем личном опыте конструктора такого оборудования и многолетнем наблюдении за его развитием. Если увеличить производительность внутри каждого класса сравнительно несложно (допустим, улучшить точность изготовления деталей), то с переводом оборудования в другой класс труднее. Придется применить действительно новое, часто крупное, техническое решение.
О жизненных циклах
Жизненный цикл любой технической системы можно представить на графике, где ось абсцисс – время ее существования, а ось ординат – какой-либо главный технический показатель. Получается кривая, напоминающая букву «S» (рисунок 1а). В жизненном цикле развития различают три этапа: первый – возникновение технической системы или начало ее жизни на новом более высоком уровне; второй – развитие; третий – замедление развития.
В литературе, посвященной изобретательству и изучению развития технических систем, этот график нередко сопровождают графиками количества (рисунок 1б) и уровня (рисунок 1в) изобретений по этому объекту. Созданию новой технической системы предшествует одно или несколько изобретений очень высокого для данной отрасли уровня. На начальном этапе цикла основной показатель объекта техники либо не увеличивается, либо увеличивается очень медленно. Число изобретений по данной технике растет. Первый изготовитель техники создает изобретения, подкрепляющие первоначальные, да и конкуренты пытаются не отстать. Высокий уровень изобретений, продержавшись некоторое время, начинает падать.
Далее техническая система начинает интенсивно развиваться, значения основного показателя растут, число изобретений уменьшается. Зачем стараться, когда все идет нормально? И уровень изобретений снижается. Когда увеличение основного показателя замедляется, число изобретений снова увеличивается – производители пытаются избежать замедления. Уровень изобретений, меж тем, продолжает снижаться. Максимальное число изобретений приходится на тот момент, когда рост показателя прекращается: так пытаются спасти техническую систему. Но уровень изобретений низок – все значительное уже изобретено.
Таким образом, кривая числа изобретений имеет волнообразную форму, а кривая уровня изобретений является практически зеркальным отражением кривой жизненного цикла. Но рано или поздно случается изобретение высокого уровня - и техническая система либо переходит на более высокий уровень, либо уступает дорогу новой. Объект техники более низкого уровня может прекратить свое существование, может продолжать выпускаться, если на него находятся потребители, но не может заметно увеличить свой основной показатель. Развитие же всегда происходит в рамках системы более высокого уровня.
Начало
Машины низшего класса
Первые VFFS-машины и фасовочные автоматы на их базе должны были появиться в США в середине-конце 30-х годов прошлого века. Дело в том, что оборудование, о котором здесь идет речь, не имеет смысла без использования гибких термосвариваемых материалов. А до Второй мировой войны такой материал был только один - гидратцеллюлозная пленка, созданная еще в 1911 году. В 1923 году компанией Du Pont был запатентован способ ее промышленного производства. Тогда же она получила первоначально «фирменное», а позже общепринятое название «целлофан». В конце 1920-х годов модифицированный целлофан обрел способность свариваться под действием тепла и давления. Но свое, казалось бы, законное место в упаковывании пищевой продукции он отвоевывал с трудом, и только мощная пропагандистская кампания Du Pont, проведенная в середине 30-х годов, изменила положение. Исходя из этих соображений, я и определил ту географическую и временную точку, от которой и следовало начать поиски. Расширять их, кстати, не пришлось.
Патент на первую VFFS-машину получил в 1936 году инженеры кондитерской компании Candy Company Генри Хейда (Henry Heide) Вальтер Звойер (Walter Zwoyer) из Нью-Йорка. Ряд источников называют годом создания воротниковых машин 1935 год. Но противоречия тут нет. Примерно год – тот срок, который обычно проходит с момента подачи заявки в Патентное ведомство до получения до решения о выдаче патента.
Первоначальным решением, послужившим созданию нового объекта техники, стало применение неразрывной поверхности, переходящей из конической в цилиндрическую, для сворачивания ленточного материала в трубу с целью получения пакетов. Иначе говоря, был изобретен тот самый рукавообразователь в форме матросского воротника. Первой была создана машина периодического действия с тянущими губками поперечной сварки (рисунок 2). Эту схему получения пакетов Звойер назвал «Трансвреп» (Transwrap).
Перевод этого слова может быть двояким: сворачивание при движении, если считать первой составляющей понятия слово trans (движение); прозрачное сворачивание, если принять, что за первый корень взята часть слова transparent (прозрачный). Если учесть, что целлофан прозрачный, а основанную вскоре компанию по производству воротниковой техники Звойер назвал Transparent Wrap Machine Co., то оба варианта имеют право на жизнь.
Надо сказать, что слово Transwrap прожило в упаковочном мире более 50 лет. Его использовала для обозначения своих машин западногерманская компания, последним названием которой было Hamac-Hőller. Когда эта компания вошла в состав корпорации Robert Bosch, а спустя некоторое время лишилась названия, став частью подразделения упаковочной техники корпорации, то упаковочные машины Bosch с тянущими губками продолжали обозначаться как Transwrap до конца 80-х годов.
Не могу пока сказать, выпускалось ли до Второй мировой войны кем-то еще такое оборудование, но вскоре после ее окончания машины с тянущими губками стала производить компания Stokes & Smith из Филадельфии, приобретшая лицензию у Transparent Wrap Machine. В 1947 году начала выпускать эти автоматы и компания Kawashima (Япония).
По указанной технологической схеме достичь производительности выше 25 пакетов в минуту в те годы было невозможно. Губки поперечной сварки осуществляют сложное движение, и на возврат губок в верхнее положение тратится время. Чтобы увеличить производительность, нужно было применить новое техническое решение.
Машины среднего класса
Таким решением стало применение ленточных транспортеров, прижатых к трубе рукавообразователя, для протягивания свернутого в рукав упаковочного материала. Появление этого решения было вызвано не столько борьбой за производительность, сколько тем, что появившейся и начавший использоваться после войны новый упаковочный материал – пленка из ПЭВД – была заметно менее прочна на разрыв, нежели целлофан. Из-за того, что тянущие губки поперечной сварки находятся достаточно далеко от главного места сопротивления движению пленки – линии перехода конической поверхности рукавообразователя в цилиндрическую - возникали затруднения в движении пленки, а то и ее разрывы. Но транспортеры протяжки сами по себе не могли обеспечить высокой производительности при работе на полиэтиленовой пленке. Дело в том, что эту пленку нельзя сварить постоянно нагретыми элементами: полиэтилен прилипает к ним. Выход был найден, когда применили термоимпульсную сварку, позволившую сваривать «чистую» ПЭ пленку, обеспечивая приличную производительность машин. Впрочем, с 1948 года ПЭ стали использовать для ламинирования им других материалов (первоначально - бумаги и целлофана), т.е. появились комбинированные гибкие термосвариваемые упаковочные материалы, которые прекрасно сваривались постоянно нагретыми губками.
Когда «сошлись» вместе, по крайней мере, два из четырех изобретений, способствовавших переходу воротниковых машин на более высокий уровень (полиэтиленовая пленка, транспортеры протяжки, термоимпульсная сварка и комбинированные материалы), точно пока сказать не могу - где-то на стыке 40-х и 50-х годов. Во всяком случае, упаковочные части автоматов, выпущенных новым предприятием Package Machinery Co., основанным в 1954 году тем же В. Звойером, были снабжены транспортерами. Технологическая схема получения пакетов на таких машинах показана на рисунке 3.
Впрочем, воротниковые машины среднего по производительности класса были не только машинами периодического действия, снабженными транспортерами протяжки. Машины с тянущими губками тоже перешли на более высокий уровень: для этого их стали снабжать двумя парами губок, за счет чего они стали машинами непрерывного действия (рисунок 4). В качестве дополнения надо отметить, что применение транспортеров улучшило наполнение пакетов и уменьшило расход упаковочного материала. Пояснение смотрите на рисунке 5.
Вторая половина 1950-х – начало 60-х – время быстрого распространения воротниковых фасовочных автоматов по всему миру. Именно в эти годы стали появляться компании, заметной частью выпускаемой продукции которых были именно эти автоматы, а предприятия уже существовавшие обратились к их выпуску. Среди них Rovema (Германия), Ricciarelli (Италия), Hayssen (США) и многие другие сегодняшние лидеры этого направления упаковочного машиностроения. Появление первых отечественных автоматов этого типа тоже относится к этому времени.
В 70-е – начале 80-х годов большинство производителей вертикальных фасовочных автоматов среднего класса были приверженцами одной из двух последних схем. Например, Rovema, Hassia Redatron (ФРГ), Hayssen выпускали оборудование с тянущими транспортерами, Bosch – с тянущими губками. А вот фирма Kawashima выпускала и тот, и другой тип оборудования. В СССР в эти годы наблюдалась такая же картина. Автоматы, спроектированные и выпущенные в Воронеже и Ташкенте, были с тянущими транспортерами, а автоматы, разработанные и изготовленные в Литве (Капсукас и Каунас), были с тянущими губками. Объединял машины, построенные по разным схемам образования пакетов, одинаковый принцип построения кинематики. Было принято использовать минимальное число электродвигателей, часто - один. А от главного двигателя через различные механические передачи приводились в движение все исполнительные механизмы.
Но выяснилось, что при использовании любой из этих схем и известных на тот момент технических решений, достичь производительности, заметно превышающей 100 пакетов в минуту, не удастся. Время срабатывания устройств, включавших и выключавших транспортеры протяжки, проскальзывание лент транспортеров по упаковочному материалу в момент их запуска ограничивали производительность. В машинах непрерывного действия этих проблем не было. Но там мешало развить приличную скорость уже упоминавшееся сопротивление на линии перехода в рукавообразователе.
Машины среднего улучшенного класса
Вместе с тем, в середине 1970-х стала возникать потребность в более производительных машинах. Появились новые прочные упаковочные материалы, прежде всего, на основе ориентированной полипропиленовой пленки. Их можно было обрабатывать на высоких скоростях движения. Новые элементы промышленной электроники и электрики обеспечивали малое время срабатывания. Но главное - появились комбинационные дозаторы. Первый в мире образец дозатора был создан японской компанией Ishida еще в 1972 году. Они обеспечивали высокую скорость дозирования на большинстве продуктов.
Работы по увеличению производительности упаковочных машин начались в 1974-75 годах. Для этого начали изменять механику машин.
Механика изменялась, в основном, по трем направлениям:
- Внесение частных конструктивных изменений, не влияющих на традиционные технологические схемы получения пакетов.
- Разделение единого привода, с целью лучшего управления им, с сохранением технологических схем.
- Сочетание двух первых направлений.
Примером первого направления могут служить работы конструкторов подразделения упаковочной техники компании Bosch, направленные на создание устройств вакуумной протяжки свернутого в рукав упаковочного материала. Первое упоминание о таких работах содержится в патенте ФРГ № 2 901 053 «Устройство для подачи рукава», МПК В65В 9/08, заявл. 12.01.79, опубл. 24.07.80. Здесь предлагалось использовать для протяжки вакуум-присоски, совершавшие возвратно-поступательное движение. А более-менее современный вид вакуумная протяжка приняла в техническом решении, защищенном патентом ФРГ № 3 113 634 «Транспортирующее устройство упаковочной машины», МПК В65В 9/20, заявл. 04. 04.81, опубл. 21.10.82. Здесь вакуум создавался в отверстиях постоянно движущихся лент транспортеров. Практически отсутствовали потери времени, связанные с пуском и проскальзыванием транспортеров, была достигнута высокая точность длины пакетов. Это решение до сих пор используется в упаковочных частях многих автоматов периодического и непрерывного действия.
Одним из лучших на тот момент технических решений, направленных на разделение привода, была разработка, содержащаяся в патенте ФРГ № 2 612 959 «Машина для изготовления, заполнения и запечатывания эластичных мешков», МПК В65В 9/12, заявл. 26.03.76. опубл. 06.10.77, выданном компании Bosch. Значимость этого решения подтверждает и то, что оно вскоре было запатентовано и в Японии: патентная заявка Японии № 55-35284 «Машина для изготовления, заполнения и запечатывания трубчатых мешков», МПК В65В 9/10, 9/12, заявл. 25.03.77, приор. ФРГ от 25.03.76, опубл. 12.09.81.
При разделении общего привода на отдельные некоторые компании стали применять в приводе пневматику.
Машины высокого класса
Возможно, другие исследователи со мной не согласятся, но я считаю, что 20 декабря 1985 года является датой рождения вертикальных формующих, наполняющих и запечатывающих машин высокого по производительности класса. Именно в этот день в патентное ведомство Западной Германии от компании Rovema поступила заявка с названием «Упаковочная машина для изготовления, наполнения и сваривания пакетов (патентная заявка ФРГ № 3 545 228, МПК В65В 9/06, опубликована 02.07.87)».
Это было уже кардинальное решение, направленное на значительное ускорение процесса получения пакетов. Коротко описать решение по заявке, а позже патенту № 3 545 228 можно так: транспортеры протяжки движутся постоянно, продольный шов образуется непрерывно, а расположенные на роторах и совершающие с помощью кулачков сложное движение две пары губок поперечной сварки поочередно сопровождают рукав, образуя на пакетах поперечные швы. Образуется технологическая схема, показанная на рисунке 6.
Правда, сама схема не стала новинкой. Например, работа созданного еще в 1963 году советского автомата М1-АРЖ осуществлялась по схеме, предельно близкой к этой. Rovema запатентовала устройство осуществления сложного движения поперечных губок, сопровождавших движущийся рукав. Заслуга же компании в том, что она заставила эту схему работать с максимальной производительностью. В течение нескольких последующих лет Rovema подала еще ряд патентных заявок, направленных на развитие этого решения. В результате появилась система машин, названная Rotoseal, позволившая добиться наивысшей на сегодняшний момент теоретической производительности. В официальных рекламных материалах Rovema называлась цифра до 240 пакетов в минуту, а в частной беседе со мнойна выставке «Упаковка-2004» представитель фирмы сказал, что Rotoseal можно разгонять до 270 (!) циклов в минуту.
«Идеи носятся в воздухе», да и конкуренты тоже работают. От других ведущих производителей этого типа фасовочного оборудования нужно было ждать других решений, направленных на увеличение производительности. И они последовали. Фирма Ilapak (Швейцария – Италия) подает в Европейское патентное ведомство (ЕПВ) заявку на изобретение, названное «Способ и пакетоделательная машина для получения продольных сварных швов на рукаве» (Заявка ЕПВ № 0 232 220, МПК В65В 9/20, 51/26, заявл. 21.01.87, приор. Швейцарии 27.01.86, опубл. 12.08.87). К сожалению, не удалось найти «первоисточник» - патент Швейцарии. Обратите внимание на дату подачи заявки ФРГ № 3 545 228 и приоритет заявки фирмы Ilapak. Разница чуть более месяца! Суть технического решения Ilapak заключалась в том, чтобы продольные швы на рукаве получать при его движении, с помощью движущейся вместе с рукавом продольной губки, отходящей от него и возвращающейся вверх после окончания работы над швом. При этом также было предложено устройство для осуществления движения и одновременной сварки.
Но пакет не получишь с помощью только продольного шва, нужны швы и поперечные. От этой фирмы следовало ждать нового технического решения и для поперечных губок. И такое решение появилось: заявка ЕПВ № 0 254 860 «Способ и устройство для изготовления упаковочных мешочков из трубчатой оболочки», МПК В65В 9/20, заявл. 02.06.87, приор. Швейцарии 31.07.86, опубл. 04.02.88. В этом решении, автор которого тот же, что и предыдущего, две губки поперечной сварки и одна продольной сходятся, сдавливая рукав, движутся вместе с ним вниз, затем, после образования швов, расходятся и быстро возвращаются вверх. Рукав же во время движения губок вверх продолжает протягиваться транспортерами. Кроме того, движение губок регулируется фотоэлементом по метке на упаковочном материале. Чуть позже последовала заявка ЕПВ № 0 276 628 «Машина со скребковым устройством для изготовления рукавных пакетов», МПК В65В 9/20,51/32, заявл. 07.10.87, приор. Швейцарии 21.01.87, опубл. 03.08.88. Здесь патентовались специальные скребки, установленные ниже губок поперечной сварки, уплотняющие при своем движении продукт в пакете, а также соотношение скоростей движения упаковочного материала, скребков и губок. Кроме прочего, это решение позволяло снизить расход упаковочного материала, а главное, давало возможность увеличения производительности.
Сочетание, по крайней мере, двух из трех указанных решений, естественно, в комплексе с целым рядом других, позволило фирме Ilapak создать воротниковую машину, образующую пакеты на «тяжелом» с точки зрения свариваемости материале с весьма хорошей производительностью. Схема работы такой машины представлена на рисунке 7. Для более «легких» материалов Ilapak использовала схему, изображенную на рисунке 8. Машина Vegatronic 3000, работавшая таким образом, достигала производительности 220 пак/мин.
Можно было надеяться на новое и до какой-то степени «революционное» решение от крупнейшего в мире производителя фасовочно-упаковочного оборудования Robert Bosch. И такое решение появилось - патент ФРГ № 3 704 797 «Устройство для изготовления пакетов», МПК В65В 9/12, заявл. 16.07.87, опубл. 25.08.88. Решение, изложенное в данном патенте, аналогично решению, использованному в упаковочной машине Vegatronic 3000 в части губок поперечной сварки. Технологическая схема упаковочной машины должна выглядеть, как показано на рисунке 9. Собственно, схемы на рисунках 8 и 9 одинаковы, разница в траектории замкнутого движения губок поперечной сварки не принципиальна.
Вот на основе этих трех схем и создаются почти все современные упаковочные части автоматов высокого класса, фасующих самые разнообразные сыпучие, мелкоштучные и мелкокусковые продукты в пакеты из гибких термосвариваемых материалов. И если «илапаковская», движущаяся вдоль рукава губка продольной сварки используется редко, так как образование продольного шва чаще осуществляется с помощью горячей ленты, то использование одной или двух пар, движущихся по замкнутой траектории губок, практически обязательно. К примеру, машина Sigma (производительность до 200 пакетов в минуту) чешской компании Mašek и отечественная «Бестром-220МК» (до 180 пакетов в минуту) работают по схеме, соответствующей рисунку 6, машина марки Сonti bag 40/26 (до 200 циклов/мин), немецкой фирмы Hassia Redatron - по схеме на рисунке 8.
Машины высшего класса?
В конце 2009 года, просматривая web-страницы мировых лидеров упаковочного машиностроения, я с удивлением обнаружил, что исчезли сведения о самых производительных VFFS-машинах. Так, Rovema уже не упоминает о машинах Rotoseal, и самая производительная ее машина VPL180 (до 200 пакетов в минуту) работает по схеме рисунка 8. А с сайта Ilapak исчезло упоминание о машине Vegatronic 3000, зато появились сведения о Vegatronic 5000 (производительность до 210, схема та же).
Внимательно вчитавшись в то, что сообщалось в интернете, а, главное, поговорив с представителями обеих компаний на выставке «Упаковка-2010», я понял, что появились машины нового поколения. Ну а предыдущие, как посчитали специалисты ведущих мировых производителей автоматов вертикально-линейного воротникового типа, выработали все свои возможности.
Датой появления машин нового поколения пока стоит считать апрель 2008 года: тогда на выставке Interpack в Дюссельдорфе они были показаны впервые. Характерной особенностью новых машин является то, что здесь уже не изобретались новые технологические схемы получения пакетов, а принципиально изменилась механика машин и ее управление. Для привода стали использоваться совершенно новые элементы, например, серводвигатели и линейные двигатели. Характерной чертой также стала небывалая насыщенность машин элементами самой современной промышленной электроники и компьютерной техники, хотя и прежние образцы без этого не обходились.
Ничего, что пока еще новые машины отстают от предшественников по теоретической производительности, - они свое еще наверстают и, не сомневаюсь, скоро обгонят их. Косвенное подтверждение того нашел в последнее посещение сайта Rovema: там максимальной производительностью VPL180 указывается уже 220 пак/мин. Возможности новых машин уже сейчас великолепны, перспективы их развития очень широки. Искренне благодарен компании Rovema за то, что привезла она свою новинку (всего-то менее чем через два года с первого показа в Европе) на выставку «Упаковка-2010» и познакомила с нею «упаковочную общественность» России. Мне же стало ясно, что появились VFFS-машины высшего по производительности класса. Впрочем, выход VFFS-машин на более высокий уровень - это мое субъективное мнение, пока еще не подтвержденное цифрами. Так ли это – покажет время, поэтому в заголовок раздела и введен вопросительный знак.
Общая картина развития…
Сочетание S-образных кривых жизненного цикла для воротниковых машин пяти классов, на мой взгляд, должно представлять картину, показанную на рисунке 10. «Жизнь» VFFS-машин в результате исследований стала достаточно ясна. Все временные точки возникновения технической системы и перехода ее на более высокие уровни определены с большей или меньшей точностью.
Конечно, чтобы получить более объективную ретроспективу развития данных машин и автоматов, надо бы рассмотреть и то, как изменялись получаемые на них упаковки. За почти тридцатипятилетнее мое знакомство с машинами на них умудрялись изготавливать самую разнообразную тару. Начиналось все с простейшего пакета-подушечки, потом стали получать устойчивый пакет (пакет с боковой складкой), пакет в форме параллелепипеда, пакет с проваркой угловых ребер («стабило бэг») и даже «дойпак». В пакеты умудрялись вставлять застежки и клапаны. Видел я и полученные на воротниковых машинах пакеты, названия которым я сразу не могу подобрать. На автоматах осуществляется вакуумное упаковывание и упаковывание в модифицированной газовой среде. Но это тема отдельного исследования. Пока же рассмотрим то, что есть.
Для этапов развития характерно чередование «коротких» и «длинных» промежутков времени до выхода машин на новый уровень. Первый этап, этап существования исключительно машин с низкой производительностью, длительностью примерно 15 лет, откровенно затянут. Он должен был «уложиться» в 8 – максимум 10 лет. Причина – во Второй мировой войне. Возникавшие тогда в промышленно развитых странах проблемы с упаковыванием были иного характера, нежели использование гибких термосвариваемых материалов.
Потом шел этап развития машин среднего класса длительностью примерно в 25 лет. Затем более короткий десятилетний промежуток «роста» машин с производительностью свыше 100 пак/мин. И снова - почти четвертьвековой промежуток развития машин высокого класса.
Каким будет этап развития машин нового поколения? Подозреваю, коротким. Основываюсь не столько на «традиции» чередования промежутков, сколько на тенденции насыщения упаковочного оборудования современной промышленной электроникой. А эти элементы, как и телекоммуникационные технологии, сейчас бурно развиваются. Подозреваю, что через 6-8 лет новые технологии породят VFFS-машины следующего поколения, отличающиеся, кроме прочего, и высочайшей производительностью.
…и ее «нетипичности»
В отличие от ситуаций со многими другими объектами техники, переход воротниковых машин на более высокий уровень развития ни разу не сопровождался прекращением выпуска техники более низкого класса. Все продолжало выпускаться и находить своих потребителей. Машины разных классов часто имеют одного производителя. Характерную для этой ситуации картину мы могли наблюдать в залах выставки «Росупак-2010». На стенде компании «Бестром» стояли машины трех классов, от среднего до высокого. Наряду с машинами среднего, среднего улучшенного и высокого класса, на выставке можно было увидеть и машины низкой производительности, и даже полуавтоматические устройства. Например, компания «Теко» показала фасовочное устройство, где доза отмерялась автоматически, а свернутый в рукав материал надо было протягивать вручную.
Качественный скачок в развитии воротниковых машин, на наш взгляд, происходил не тогда, когда предыдущий уровень был полностью «выработан», доведя свои показатели до предела, а ранее.
«Толчок», вызывавший переход техники на более высокий уровень, рождался не внутри системы «упаковочная машина», а приходил извне: из развития или появления новых дозаторов, появления новых упаковочных материалов, появления новых элементов управления или привода машин.
Последний качественный скачок в развитии воротниковых машин привел не к увеличению основного показателя, а к его снижению.
А в нашей стране были еще и свои «нетипичности». Например, создание отечественного малопроизводительного оборудования произошло много позже появления техники среднего класса, да еще в тот момент, когда по законам технического развития в стране должны были уже быть машины, по крайней мере, среднего улучшенного класса.
В СССР фасовочные автоматы на базе воротниковых машин низшего класса никогда не выпускались. Первые отечественные автоматы, появившиеся в конце 1962 - начале 1963 годов, имели производительность вполне сопоставимую с современным оборудованием среднего класса. Производительность автомата ДА-2РС для фасования драже и леденцовой карамели была до 60 пак/мин. А автомат для фасования крупы М1-АРЖ имел производительность при массе дозы 0.5 кг до 55 пак/мин, и до 45 пак/мин при дозе 1,0 кг. Даже новое предприятие «Бестром», появившееся в конце 1980-х годов и занявшееся выпуском этого оборудования, начинало свою деятельность с производства машин среднего по производительности класса. Просто не нужны были в стране Советов, с ее достаточно крупными пищевыми предприятиями, автоматы с низкой производительностью.
Зато малопроизводительное, а то и просто полуавтоматическое фасовочное и упаковочное оборудование потребовалось в первой половине 90-х, когда в пищевой промышленности стало появляться множество мелких товаропроизводителей. И спрос родил предложение: вначале это были поставки зарубежного оборудования, а затем развилось и производство «родного».
По этой же причине, подкрепленной тем, что пищевые гиганты страны в тот момент отчаянно пытались выжить под напором хлынувшей тогда хорошо упакованной импортной пищевой продукции и не могли приобретать нового оборудования, не появились «в срок» отечественные автоматы на базе VFFS-машин среднего улучшенного, а то и высокого класса. А ведь все было готово к тому, чтобы в самом начале последнего десятилетия ХХ века они стали выпускаться. В Киевском ПО «Веда» в 1988 году был создан опытный образец комбинационного дозатора. Появились и новые отечественные упаковочные материалы, которые вполне могли бы использоваться на машинах с высокой производительностью. В нескольких проектных организациях явно задумались о создании такой упаковочной машины: об этом свидетельствуют хотя бы многие авторские свидетельства с датой подачи в конце 80-х – в самом начале 90-х годов. В Воронеже в эти годы приступили к претворению программы создания комплексов для группового и транспортного упаковывания, в том числе и с применением промышленных роботов. Ведь применять высокопроизводительное фасовочно-упаковочное оборудование любого типа без решения проблемы создания групповой и транспортной упаковки нецелесообразно.
Но в жизни отечественных VFFS-машин и автоматов на их базе есть и хорошая «нетипичность»: они развиваются быстрее, нежели это сложилось в общемировой практике. Многие предприятия отечественного упаковочного машиностроения, существующие всего пятнадцать или чуть больше лет, прошли за это неполное двадцатилетие грандиозный путь от первых, простейших разработок до потокового производства высококлассного оборудования.
***
Не берусь утверждать, что представленная здесь «картина жизни» упаковочных машин вертикально-линейного воротникового типа абсолютна верна. И если кто-то обнаружит в ней неточности или даже представит ее в другом виде, буду только рад. Но ясно одно: самое распространенное в мире упаковочное оборудование, отмечающее свое семидесятипятилетие, заслуживает самого внимательного исследования.