«Как закатать тубу» — статья о тубонаполнительном оборудовании (Паккографф 01/2008, Леонов Роман)

Оборудование
для фасовки

 

Любой рынок упаковки не является самодостаточным — все его участники тесно связаны с производителями оборудования, обслуживающего процесс упаковки.

Собственно, выбрать конкретное производство пластиковых туб (как и любых других — алюминиевых или ламинатных) можно при помощи сервиса: www.rostuba.ru

Это и оборудование для производства отдельных элементов упаковки (например, колпачков) и техника для заполнения, укупорки, маркировки и других необходимых этапов упаковки. Рынок туб — тюбиков — наглядный пример таких интегрированных симбиотических отношений.

Тубы (тюбики) бывают трех видов: металлические (в настоящее время — только алюминиевые), пластиковые и из комбинированного материала, сочетающего свойства металла и пластика — ламинатные.

Патент на первые металлические тубы — из олова, свинца или алюминия — был выдан в 1841 г Джону Ренду (США).

Изначально задуманные, как упаковка для масляных красок, сегодня тубы — это один из наиболее распространенных видов упаковки. Объем тубы может быть от 1 до 400 мл, тубы могут быть круглыми, прямоугольными, овальными или приплюснутыми. Прозрачными, с полноцветным изображением, печатью шелкографией или светящимися в темноте. Гладкими, шероховатыми или с фактурной поверхностью. С длинным носиком — канюлей, с выходным отверстием в форме звездочки, с колпачком, в который встроен жидкокристаллический экран с таймером.… И это еще далеко не все возможности оформления тубы — для описания всех вариантов понадобилось бы написать отдельную статью.

Металлические алюминиевые тубы используются преимущественно для упаковки лекарственных средств. Эти тубы характеризуются наилучшими барьерными качествами, но и наименьшими возможностями оформления — качественная печать по цилиндрической формы металлической поверхности — сложная техническая задача. Оборудование, обеспечивающее высокий уровень печати по алюминиевым тубам настолько редко, что используется, как один из уровней защиты от подделки. Алюминиевые тубы могут заламываться в процессе использования и транспортировки, поэтому их предпочтительнее дополнительно упаковывать в индивидуальную коробочку. Краска, нанесенная на металл, может облезать при хранении тубы во влажной среде. Тем не менее, если обязательным требованием к упаковке являются максимально высокие барьерные качества — алюминиевые тубы обеспечат его. Впрочем, в настоящее время качество ламинатных туб способно составить конкуренцию алюминиевым тубам и некоторые производители лекарственных средств заменяют традиционные алюминиевые тубы ламинатными. Например, Вольтарен ® Эмульгель ® (производитель — Новартис Консьюмер Хелс (Швейцария)) несколько месяцев назад использовал смену упаковки с алюминиевой тубы на ламинатную, как информационный повод для небольшой рекламной компании, подчеркивающей инновационность и технологичность новой упаковки.

Для фасовки продукта в алюминиевые тубы аппарат выполняет несколько операций: дозирующее устройство отмеряет порцию продукта, которая поступает в тубу. После этого происходит завальцовка (расплющивание и загиб) конца тубы противоположного горлышку. Завальцовка алюминиевых туб может быть трех видов: двойная, тройная и сложная — седловидная, когда загиб делается в обе стороны. Завершающим действием является нанесение штампа с номером партии и датой производства. После этого туба подается на картонажную машину или упаковывается вручную.

Пластиковые тубы производятся методом экструзии. Основным материалом для них служит полиэтилен (PE) высокого давления (HDPE) или низкого давления(LDPE). Возможно применение дополнительных барьерных слоев (EVON и др.). Основное достоинство этих туб — богатство приемов оформления и жесткая структура готовой тубы, позволяющая удерживать форму после выдавливания продукта. К недостаткам можно отнести большую, чем у других видов туб, стоимость этих туб и относительно невысокие барьерные качества — полиэтилен проницаем для многих низкомолекулярных соединений, а применение дополнительных барьерных слоев технологически сложно и удорожает и без того не дешевое изделие. Кроме того, одно из достоинств этих туб — несминаемость является недостатком для целого ряда продуктов — вместе с воздухом в тубу попадают споры бактерий, что может быть совершенно не желательно. Основная область использования пластиковых туб — это косметика. Здесь наиболее затребованы их возможности по части разнообразных приемов оформления.

Ламинатные тубы — производятся из современного композитного материала — ламината. Это листовой материал со слоистой структурой — в середине барьерный слои из алюминия (ABL) или пластика (PBL), который скрыт под внешними слоями полиэтилена. Между слоями полиэтилена находятся адгезивные слои удерживающие вместе этот «слоистый пирог». В процессе производства, из листа ламината (на котором уже напечатан требуемый дизайн) сворачивается трубка, к которой припаивается плечико с горлышком. Таким образом, нанесение элементов оформления возможно с гораздо более высокой точностью — ведь это практически традиционный CMYK. В тоже время барьерный слой из алюминия позволяет демонстрировать очень высокие барьерные качества. Ламинатные тубы не намного дороже алюминиевых, приближаются к ним по барьерным свойствам при этом, позволяя применять значительно более качественное и разнообразное оформление. Именно поэтому на настоящий момент это очень динамично развивающееся направление упаковки. Ламинатные тубы применяют и для упаковки лекарственных средств, косметических препаратов, продуктов питания и для бытовой химии.

Пластиковые и ламинатные тубы упаковываются одинаково: дозатор отмеряет порцию продукта и она подается в тубу, после чего туба запаивается, а на место запайки наносится необходимая техническая информация (номер партии, дата изготовления). Затем заваренный конец обрезается, это необходимо для удаления нагара образующегося после процесса сварки, а также для придания специфической формы тубе, если это дизайнерское решение.

Но это только общие для любых упаковщиков действия. На современной технике возможно применение разных интересных приемов оформления продукта в тубе, которые возможно применять именно на стадии упаковки продукта в тубу.

Например, фасовочная машина может наполнять тубу разными продуктами, не смешивая их. Такие продукты, при выдавливании выглядят очень эффектно, «полосато» — этот прием многие видели у зубной пасты Аквафреш. Но таким же образом можно наполнять тубу и пищевыми продуктами, например, смесью горчицы с майонезом или смесью из мягких сырков с различными наполнителями. Несмешиваемых продуктов может быть два или три и при выдавливании они всегда выглядят очень эффектно.

Возможно применение туб с двойной емкостью — когда внутри одной тубы размещена еще одна тубы меньшего диаметра. Такое решение применяется, если до непосредственного применения продукты не должны соприкасаться — например, красители для волос. Такие тубы комплектуются сложными дозаторами или смесителями, встроенными в горлышко.

Процесс собственно запайки обычно происходит от теплового воздействия, как правило, это прогрев горячим воздухом (400-500 С) краев тубы и последующее сжатие горячими «губками» со специальным антипригарным покрытием. Достаточно редко, для запайки используют эффект воздействия токов высокой частоты. Последнее актуально при фасовке огнеопасных и взрывоопасных продуктов, в этом случае все оборудование выполняется по стандартам огне и взрыво-безопасности. Такое оборудование применяется для фасовки некоторых видов клеев или, например, средства для разжигания каминов.

При запайке тубы возможно также применение оригинальной способа — шов может быть не прямым, а повторять форму окружности тубы. Таким образом, экономится площадь, занимаемая тубой в коробе, а если сочетать такую запайку с овальной обрезкой шва — значительно уменьшается количество продукта остающегося в тубе после использования.

Обрезка шва — необходимое действие — в процессе сварки образуется пластиковый нагар, который удаляется обрезкой. После обрезки все тубы приобретают одинаковую длину. Также на этой стадии в хвосте тубы можно сделать вырубку — отверстие для подвешивания на стенде. Форма шва после обрезки может быть самой разнообразной — округлой, в форме волны, зубчатой.

К хвостовой части могут крепиться различные декоративные и функциональные элементы: шнурки для подвешивания тубы, цепочки для украшения

Оборудование для наполнения и укупорки туб можно классифицировать по производительности на: низкопроизводительные — (ручные или полуавтоматические, не редко лабораторные машины) порядка 10 туб в минуту, среднепроизводительные — 20-40 туб/минуту и высокопроизводительные — от 60 и выше (высокопроизводительные машины, фасующие одновременно несколько потоков могут фасовать 400 и более туб/минуту). Обязательная оговорка, касающаяся реальной производительности оборудования, связана с физическими свойствами (прежде всего с вязкостью) продукта. Не существует общепринятого эталона, по которому бы оценивались машины различных производителей. Корректировку может вносить также и материал тубы — тубы одинакового диаметра, но от разных производителей могут значительно отличаться по толщине стенок и скорости запаивания. Поэтому данные, которые приводятся в технических описаниях оборудования, относятся к возможностям оборудования по механическому совершению необходимых для упаковки действий. Точные данные о производительности фасовочного оборудования можно получить у производителя, предоставив образец планируемого к производству продукта и тубы.

Другим популярным критерием классификации служит автоматизированность процесса. Машины, в которых требуется участие человека на уровне выполнения отдельных операций — ручные. Для запуска отдельных операций или выполнения загрузки машины пустыми тубами — полуавтоматические. Те, в которых участие человека ограничивается запуском и контролем процесса оператором машины — автоматические.

Кроме того, существует отдельный класс автоматических машин выполняющих все операции цикла, начиная с изготовления самой тубы, наполнения ее продуктом и запайки с маркировкой.

На отечественном рынке представлено несколько десятков компаний, которые производят тубонаполнительное оборудование в России или являются представительствами зарубежных компаний. Среди них есть как специализированные на поставке и производстве именно машин по наполнению туб, так и компании, предлагающие весь комплекс технологического оборудования.

Низкопроизводительное, полуавтоматическое и ручное оборудование, требуется по большей части, в ситуации, когда заказчик такого оборудования не уверен в перспективах своего продукта на рынке и хочет попробовать «как пойдет». Другой, не редко встречающийся вариант — принципиальная емкость рынка, или возможности производства у какого-то узкоспециализированного продукта невелика и покрывается возможностями ручного производства. Так же такое оборудование необходимо лабораториям для испытаний поведения продукта при фасовке в разные упаковки. Во всех этих случаях необходимо два как минимум два агрегата: фасовщик и запайщик. Как правило, запайщик (или завальцовщик) имеет возможность нанесения технологической маркировки.

Оборудование такого уровня производительности поставляют несколько компаний. Например, прекрасного качества дозаторы, запайщики и завальцовщики предлагает швейцарская фирма Hahma. Существует российское представительство и накоплен значительный опыт беспроблемной эксплуатации этого оборудования. Российская компания ООО Центрупак предлагает широкий спектр оборудования, среди которого есть и ручные запайщики с возможностью маркировки польского производства Tubarex. Ручные и полуавтоматические упаковщики предлагают и другие компании, в том числе и из Китая. Однако, большая часть из них представлена на российском рынке относительно недавно и однозначно рекомендовать их к покупке нельзя — опыт эксплуатации этого оборудования небольшой, но неоднозначный. В целом, этот сегмент рынка наименее затребован. Дело в том, что комплект оборудования необходимого для цикла упаковки тубы стоит порядка 7 тысяч евро. При этом два агрегата занимают площадь на производстве, требуют как минимум двух человек для работы и обладают сравнительно невысокой производительностью. Тогда как автоматическое оборудование начального ценового уровня стоит порядка 12-15 тысяч евро, но при этом обладает значительно более высокой производительностью и обслуживается одним оператором.

Автоматическое и полуавтоматическое оборудование средней производительности от 20 до 40 туб в минуту — наиболее динамично растущий сегмент российского рынка оборудования. Как правило, автомат отличается от полуавтомата тем, что полуавтомат не комплектуется бункером автоматической подачи туб — в нем эту функцию выполняет человек, вручную устанавливающий пустые тубы в держатели и запускающий цикл фасовки. В этой нише предлагают оборудование фирмы НПП Интермаш (Киев), ЗАО Ленпродмаш, Ногинский завод ФНПЦ Прибор, Problend (Болгария) — представитель в России — Техника для упаковки, UNIKO (Чехия) — представитель в России ООО Центрупак, SIGMA (Чехия) представительство в России — ООО Паккинг Групп. Также эпизодически встречаются в продаже машины производства КНР, Израиля, ФРГ и других стран.

Оборудование этого уровня производительности сильно отличается по стоимости: от 12-15 тысяч евро до 40-45 тыс. евро. Для объяснения разницы в цене популярна такая метафора «автомобилей тоже много — у всех четыре колеса и все они ездят. Но кто-то ездит на Жигулях, а кто-то выбирает Mercedes». Большая часть тубонаполнительных машин такой производительности изготавливается под определенный диаметр тубы от конкретного производителя тубы — при переходе на аналогичные тубы другого производителя поставщик оборудования не гарантирует нормальную работу оборудования — потребуется дополнительная приладка специалистом, возможно, придется заказывать новые комплектующие. Как правило, это оборудование имеет ограниченные возможности по установке каких-то дополнительных модулей, типа фасовки двух разных продуктов в одну тубу. Так же на стоимость сильно влияет комплектация — машина может поставляться с набором гнезд для разных диаметров, дозаторами на различные объемы продукта, бункером для продукта, который в свою очередь может иметь опционально подогрев или мешалку. Производительность такого оборудования — в сочетании с его стоимостью, позволяет конкурировать с более дорогими и производительными машинами в условиях конкретного производства. Так, иногда выгоднее иметь несколько машин невысокой производительности, динамично распределяя между ними нагрузку — когда нет необходимости в большом количестве своего продукта, одну из машин можно загрузить контрактным производством. Если же тубонабивная машина ставится в составе высокопроизводительной линии — конечно нужна более быстрая машина.

Представленные на рынке компании поставщики и производители тубонабивных машин находят покупателей в различных ценовых нишах. Так, наиболее дешевое оборудование производит НПП Интермаш (Киев), открытые взаимоотношения с заказчиками прекрасно характеризуют это оборудование: компания, по договоренности, предоставляет возможность посмотреть на работу машин своего производства у компаний уже купивших и установивших их в своих цехах.

Наиболее качественное оборудование поставляет ООО Паккинг Групп — это чешские машины марки SIGMA. На Российском рынке они заработали прекрасную репутацию продуманностью конструкторских решений, безотказностью и надежностью в эксплуатации.

Остальные производители и поставщики тубонабивных машин занимают промежуточные ценовые ниши, соответственно качеству сборки и конструкторской разработки. Также встречаются компании, поставляющие по демпинговым ценам оборудование, так сказать, второго эшелона качества. Как правило, покупка такого оборудования сопряжена со значительным риском. Такие компании, не имеют возможности вести собственные конструкторские разработки. В лучшем случае, они копируют чужое оборудование, в худших, «открывают Америку» самостоятельно. Современный технологический процесс сборки машины практически невозможно копировать, не обладая знанием оригинальной технологии и хорошей материальной базой. К этому зачастую добавляется желание одновременно удешевить и улучшить машину собственными решениями. В результате получается оборудование с непрогнозируемой производительностью и непредсказуемыми проблемами, возникающими в процессе эксплуатации. Причем, даже наличие квалифицированного механика может не предотвратить проблем, заложенных конструкцией машины.

Высокопроизводительное оборудование для наполнения туб производится несколькими крупными компаниями.

AXOMATIC, OYSTAR (ранее — IWKA), TGM Tecnomachines, NORDEN, Kalix, CO.MA.DI.S. (IMA Group), Tonazzi — известные бренды с отличной репутацией производящие высокопроизводительные машины. Оборудование этих производителей — прекрасное решение для высокоскоростных линий требовательных заказчиков. Оно соответствует фармацевтическим стандартам качества GMP. С этими машинами можно реализовать самые серьезные проекты. Заказчиками такого оборудования выступают международные концерны — Procter & Gamble, Colgate, Johnson&Johnson, Henkel и другие. Это оборудование проходит особенно высокий контроль качества — простой в случае поломки недопустим и может нести миллионные убытки. Электроника, использующаяся в этих машинах, производится только известными в своей отрасли компаниями, обеспечивающими гарантированную работу своих чипов и контроллеров. Это правило касается и остальных комплектующих задействованных в машине. Различные ноу-хау, применяющиеся этими производителями, тема для отдельной статьи — это и различно организованные раздаточные столы — например, неподвижный овальный стол у машин производства NORDEN (Швеция), по которому движется лента с тубами, в отличии от револьверного поворотного стола у других производителей.

Различные способы организации прогрева туб перед запайкой, механизмы отсечения капли, высокая точность дозирования продукта — от 1 до 300 мл одним дозатором. Одни решения для наполнения маленьких туб, другие для больших — до 400 мл. Множество видов обрезки запаянного конца тубы, высечки отверстия для подвешивания на стенде. Специальные устройства для подачи на фасовку туб нестандартной формы — овальных или прямоугольных. Все решения невозможно перечислить в рамках одной статьи.

Интересно, что оборудование такого уровня меньше подвержено падению стоимости в случае продажи бывшего в употреблении оборудования. Двадцатилетние машины могут быть поставлены на гарантийное обслуживание, и демонстрировать отличную производительность — сотни туб в минуту

На отечественном рынке работают российские представительства итальянского концерна AXOMATIC (Италия) — компания ИнтерФарм Технология и российское представительство концерна OYSTAR (ранее — IWKA, Германия). Остальные компании не имеют российского представительства, кроме, CO.MA.DI.S. (IMA Group, Италия), но эта компания не продвигает на российском рынке именно тубонаполнительное оборудование, а скорее просто имеет несколько моделей для заказчика, которому необходимо комплексное решение от одного производителя. Оборудование AXOMATIC от компании ИнтерФарм Технология соответствует фармацевтическим стандартам качества GMP, как и оборудование OYSTAR. Все сказанное выше о качестве оборудования этого класса в полной мере относится к машинам произведенными под этими марками. Остальные компании, производящие оборудование такого класса производительности не имеют российского представительства, что, безусловно, вызывает определенные сложности в скорости согласования технических требований и других организационных вопросах. Кроме того, покупка машины со склада в Москве, значительно отличается от покупки со склада производителя — доставка, растаможка, сертификация в России силами заказчика не упрощают ему жизни и стоят значительного количества временных и материальных ресурсов. Впрочем, многие компании производители идут навстречу российским заказчикам и в настоящее время обзавелись менеджерами — специализирующимися на странах СНГ и помогающими в решении ряда проблем.

Стоимость оборудования такого уровня начинается от 60 тыс евро за наименее производительные модели. Как правило, машины, не требующие специальной доработки, вроде взрывобезопасного исполнения, стоят 80-100 тысяч евро. Безусловно, чем более производительна машина, тем она дороже — единичные экземпляры производительностью 500 туб в минуту стоят порядка миллиона евро.

Помимо оборудования специализированного на наполнении и укупорке туб, существует и оборудование, выполняющее больший диапазон операций: машины марки KOMBIS. Это машины, по сути представляющие миниатюрную производственную линию — они изготавливают ламинатную тубу, наполняют ее продуктом, запечатывают и укладывают в коробку. Модульный принцип конструкции позволяет производить тубы разных диаметров на одной машине, необходимо только смонтировать необходимый модуль. Так же можно делать тубы с различной формой колпачка и плечика, комплектовать тубу алюминиевой мембраной. При этом, размеры машины позволяют без проблем установить и эксплуатировать ее в чистой комнате. Стоимость автомата традиционной конструкции только для производства (без наполнения) ламинатных туб — от 800 тыс евро тогда как стоимость базовой комплектации машины KOMBIS — 300 тыс. евро. Такие автоматы существуют только для ламинатных туб. В настоящее время это одно из наиболее интересных предложений на рынке оборудования. Несколько десятков таких машин уже закуплены и эксплуатируются компанией Unilever.

Этот обзор не претендует на полноту охвата — многие компании и технические решения остались за рамками материала. Например, интересная бизнес тактика компании Lameplast производящей отличные экструзионные тубы, ориентированные на косметический рынок и поставляющая эксклюзивное оборудование, фасующее эти тубы. Современное состояние индустрии упаковки таково, что даже обзор относительно небольшого сегмента — рынка оборудования для наполнения туб невозможно сделать в рамках одной статьи. Тем более, что этот рынок еще находится в стадии формирования и роста. Не все иностранные компании пережили на российском рынке кризис 1998 года, по разному оценивается ими и сейчас перспектива развития этого рынка. Но происходит и переоценка выбранных компаниями производителями стратегий — на Российский рынок вернулась под новым именем OYSTAR компания, ранее называвшаяся IWKA. Интерес посетителей к тубонабивному оборудованию, проявленный на выставках Упак Италия/Интерпластика 08 и отзывы об опыте эксплуатации оборудования самого разного класса свидетельствуют о растущем рынке, и позволяет надеяться на увеличение представительства мировых лидеров фасовочного оборудования на Российском рынке. Нам, потребителям это только во благо.