튜브 충진은 우리가 매일 사용하는 다양한 제품을 포장하는 데 중요한 공정입니다. 화장품부터 의약품까지 정확하고 위생적인 제품 배송을 보장합니다.
이 블로그에서는 튜브 충전에 대해 자세히 살펴보겠습니다. 이 필수 포장 방법을 사용하는 다양한 기계, 기술 및 산업에 대해 배우게 됩니다.
튜브 충전과 관련하여 가장 먼저 알아야 할 것은 충전용 튜브의 유형입니다. 다양한 제품과 산업에 적합한 세 가지 주요 유형(플라스틱 튜브, 적층 튜브, 알루미늄 튜브)이 있습니다.
플라스틱 튜브는 성형성과 경제성이 뛰어나 인기가 높습니다. 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP) 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)와 같은 재료로 만들어지는 경우가 많은 이 호스는 가볍고 내압성 및 내충격성이 뛰어납니다. 고유의 탄성 메모리로 인해 압출 후 빠르게 원래의 형태로 복원되므로 자주 사용하는 제품에 적합합니다.
플라스틱 튜브는 화장품, 개인 위생용품, 식품 산업에서 널리 사용되며 특히 로션, 클렌저, 핸드 크림과 같은 가벼운 질감의 제품에 적합합니다.
적층 튜브 기술의 발전으로 더욱 발전된 패키징 솔루션이 탄생했습니다. 적층 튜브에는 ABL(알루미늄 배리어 라미네이트) 튜브와 PBL(플라스틱 배리어 라미네이트) 튜브의 두 가지 유형이 있습니다.
알루미늄 배리어 라미네이트(ABL) 튜브
ABL(알루미늄 배리어 라미네이트) 튜빙은 플라스틱의 유연성과 알루미늄의 우수한 배리어 특성을 결합하며 일반적으로 내부 PE 층, 중간 알루미늄 호일 층 및 외부 PE 또는 PET 층을 포함한 여러 층으로 구성됩니다. 산소, 빛, 습기를 차단하고 제품의 유효기간을 연장하므로 비타민C 추출물이나 특정 약용 연고와 같이 산화에 민감한 제품에 특히 적합합니다.
플라스틱 배리어 라미네이트(PBL) 튜브
반면에 PBL(플라스틱 배리어 라미네이트) 튜빙은 PE/EVOH/PE 구조와 같은 여러 층의 플라스틱으로 완전히 구성되어 특정 수준의 배리어 특성을 유지하면서 더 나은 유연성과 재활용성을 제공합니다. PBL 튜빙은 종종 치약, 헤어 컨디셔너 등 중간 수준의 차단성을 요구하는 제품에 사용됩니다.
튜브 충전 기계는 반유체 또는 점성 액체를 정확한 부피와 속도로 모든 유형의 튜브에 채웁니다. 개인 관리 제품부터 의약품 제제까지, 튜브 충진 기계는 다양한 산업에서 필수적인 역할을 하며 저점도 수성 에멀젼(예: 점도가 약 5,000-10,000cps인 샴푸)부터 다양한 재료를 처리할 수 있습니다. 고점도 연고(예: 점도가 100,000cps 이상인 약용 연고).
자동화 정도와 생산 요구에 따라 튜브 충전 기계는 주로 수동 튜브 충전 기계, 반자동 튜브 충전 기계 및 완전 자동 튜브 충전 기계의 세 가지 유형으로 나뉩니다.
정의:
수동 튜브 충전 기계는 간단한 기계 구조로 인간의 조작을 사용하여 충전 공정을 완료하는 가장 기본적인 충전 장비입니다. 이러한 기계는 일반적으로 피스톤 또는 공압 충전 시스템을 사용하며 충전 정확도는 ±1-2%에 도달할 수 있습니다.
특징
유연한 운영으로 소량 및 다양한 생산에 적합
간단한 구조, 낮은 유지비용, 낮은 초기투자
채우는 속도는 느립니다. 일반적으로 분당 10-30개 튜브입니다.
소규모 생산 라인이나 생산량 요구 사항이 낮은 실험실에 적합
애플리케이션
응용 시나리오에는 소규모 화장품 스튜디오, 약국 맞춤형 제제 또는 실험실 샘플 준비가 포함됩니다. 그러나 인간의 영향이 크기 때문에 이러한 유형의 장비로 장기간 충전 일관성을 보장하는 것은 어렵습니다.
정의
수동 작업과 기계 자동화를 결합한 반자동 튜브 충전 기계는 중간 규모 생산에 이상적인 선택입니다. 이러한 기계는 일반적으로 서보 모터 구동 정량 펌프 시스템을 활용하며 충전 정확도는 ±0.5-1%로 향상될 수 있습니다.
특징:
충전 공정 자동화, 그러나 수동 로딩 및 언로딩 필요
최대 30-60개 튜브/분의 상당히 빠른 충전 속도
기어 펌프 또는 연동 펌프와 같은 정밀 투여 시스템 장착
다양한 튜브 크기(직경 15~50mm) 및 제품 점도(1000~50,000cps)에 맞게 매개변수를 조정할 수 있습니다.
애플리케이션
이러한 기계는 중소 규모의 화장품 생산 라인, 의약품 제조업체, 식품 및 향료 제조업체에서 흔히 볼 수 있습니다. 일반적으로 간단한 생산 데이터 기록 및 매개변수 조정을 위해 PLC 제어 시스템이 장착되어 있습니다.
정의
전자동 튜브 충전 기계는 최고 수준의 튜브 충전 기술을 대표하며 대규모 산업 생산에 적합합니다. 이 기계에는 고급 메카트로닉스 기술이 통합되어 튜브 로딩, 위치 지정, 충전 및 밀봉부터 배치 번호 인쇄까지 전체 자동화를 실현합니다.
특징
높은 생산 효율성, 최대 100-300 튜브/분
고정밀 서보 시스템과 고급 흐름 제어 기술을 기반으로 최대 ±0.2-0.5%의 충진 정확도
고급 PLC 또는 산업용 PC 제어 시스템을 통합하여 복잡한 생산 레시피 관리 및 데이터 추적성을 지원합니다.
다양한 점도(1-500,000cps)와 특성을 가진 제품을 수용하기 위해 시간-압력, 체적 또는 질량 유량계와 같은 광범위한 충전 시스템과 호환됩니다.
다른 자동화 장비(예: 상자 포장 및 라벨링 기계)와 원활하게 통합되어 완전한 생산 라인을 구성합니다.
애플리케이션
이 기계는 대형 화장품 회사, 제약 제조업체에서 고속 생산 라인 및 산업 배치 생산을 위해 널리 사용됩니다. 많은 완전 자동화 시스템에는 인라인 품질 검사(예: 금속 탐지, 중량 검사), 지능형 IoT 연결 및 환경 친화적이고 에너지 효율적인 설계(예: 에너지 소비가 30~50% 낮은 서보 구동 시스템)도 통합되어 있습니다.
호퍼 또는 탱크: 일반적으로 316L 스테인레스 스틸로 만들어지며 용량은 50~500리터입니다.
교반기: 20~200RPM 범위에서 속도를 조절할 수 있어 제품 균질성을 보장합니다.
온도 제어: 제품을 최적의 점도로 유지하며 정밀도는 ±0.5°C입니다.
용적형 펌프: 일반적으로 서보 구동 피스톤 또는 회전 로브 펌프입니다.
정확도: 중량 또는 부피 기준 ±0.5% 가능.
유속: 제품 점도에 따라 1ml/min에서 1000ml/min까지 조정 가능합니다.
점도 범위: 1cPs ~ 1,000,000cPs의 제품을 처리할 수 있습니다.
재질: 316L 스테인리스 스틸 또는 FDA 승인 폴리머.
누수 방지 메커니즘: 공압식 또는 서보 구동식 차단 밸브를 사용합니다.
노즐 직경: 2mm에서 25mm까지 교환 가능합니다.
바닥에서 채우기 기술: 산화에 민감한 제품에 중요한 공기 포집을 줄입니다.
공급 메커니즘: 진동식 보울 피더 또는 매거진 로더를 활용합니다.
위치 정확도: ±0.1mm, 서보 제어 그리퍼로 보장됩니다.
튜브 크기: 직경 10mm~50mm, 길이 50mm~250mm를 수용합니다.
열 밀봉: 플라스틱 튜브의 경우 온도는 ±1°C로 제어됩니다.
크림프 씰링: 조정 가능한 크림프 패턴이 있는 금속 튜브용입니다.
초음파 밀봉: 적층형 튜브의 경우 20-40kHz의 주파수에서 작동합니다.
씰 무결성: 일반적으로 최대 3bar의 압력을 견딜 수 있도록 테스트되었습니다.
PLC: Allen-Bradley 또는 Siemens, 사이클 시간이 1ms만큼 낮습니다.
HMI: 레시피 관리 기능을 갖춘 일반적으로 10~15인치의 터치스크린 인터페이스입니다.
데이터 로깅: 충전 중량, 밀봉 온도, 사이클 시간과 같은 중요한 매개변수를 기록합니다.
연결성: OPC-UA 또는 MQTT와 같은 Industry 4.0 프로토콜을 지원합니다.
튜브 공급: 빈 튜브가 기계에 공급되고 올바른 방향으로 주입 노즐 아래에 배치됩니다.
제품 준비: 제품은 호퍼에서 균질화되어 최적의 온도와 점도를 유지하면서 충전소로 펌핑됩니다.
충전 작업: 노즐이 튜브 안으로 내려가고 정량 펌프가 정확한 양의 제품을 분배합니다. 공기 포집을 줄이기 위해 바닥부터 채우기 기술을 사용할 수 있습니다.
튜브 밀봉: 충전 후 튜브는 밀봉 스테이션으로 옮겨져 적절한 방법(열, 압착 또는 초음파)을 사용하여 밀봉됩니다.
품질 관리: 충전 및 밀봉된 튜브는 중량 검사(±0.1g 정확도)와 밀봉 무결성 및 충전 수준에 대한 육안 검사를 거칩니다.
코딩 및 마킹: 일반적으로 최대 600DPI 해상도의 레이저 또는 잉크젯 기술을 사용하여 배치 번호와 만료 날짜가 인쇄됩니다.
배출: 완성된 튜브는 2차 포장을 위해 컨베이어로 배출됩니다.
관형 용기에 적합한 충전 기계를 선택하는 것은 장비가 특정 생산 요구 사항 및 품질 표준을 충족할 수 있는지 확인하기 위해 고려해야 할 여러 요소가 필요한 복잡한 의사 결정 프로세스입니다. 일반적으로 다음 측면을 고려해야 합니다.
충전할 제품의 유변학적 특성을 먼저 심층적으로 분석해야 합니다. 뉴턴 유체의 경우 기존의 체적 충진 시스템을 사용할 수 있지만 비뉴턴 유체(예: 전단 박화 또는 전단 농축 유형)의 경우 서보 구동 정변위 펌프와 같이 전단 속도 보상 기능이 있는 고급 충진 시스템을 사용해야 합니다. 고려됩니다. 동시에, 제품의 점도 범위(1cPs ~ 1,000,000cPs)는 펌핑 시스템 선택에 직접적인 영향을 미칩니다.
예상 생산량에 따라 적절한 자동화 수준을 선택하세요. 소량, 다품종 생산의 경우 반자동 시스템(분당 30-60개 튜브)이 더 비용 효율적일 수 있습니다. 대규모 생산의 경우 완전 자동화 시스템(100-300튜브/분)이 더 적합합니다. 동시에 다양한 크기의 튜브(직경 10-50mm, 길이 50-250mm)의 신속한 전환을 실현할 수 있는 서보 구동 조절 시스템의 사용과 같은 장비의 신속한 전환 기능을 고려하십시오.
산업마다 충전 정확도에 대한 요구 사항이 다릅니다. 예를 들어 제약 산업에서는 ±0.5%의 높은 정밀도가 요구되는 반면, 화장품 산업에서는 ±1%면 충분할 수 있습니다. 일관성을 보장하기 위해 온라인 중량 확인 시스템(최대 ±0.1g의 정확도)을 선택하고 결합할 때 질량 유량계 또는 서보 구동 피스톤 펌프와 같은 고급 계량 기술을 고려해야 합니다.
사용되는 튜브 본체 유형(플라스틱, 금속 또는 복합재)에 따라 적절한 밀봉 기술을 선택하십시오. 예를 들어, 플라스틱 튜브는 열 밀봉(온도 제어 정확도 ±1°C)에 적합하고, 금속 튜브는 크림프 밀봉이 필요하며, 복합 튜브는 초음파 밀봉(20-40kHz)이 필요할 수 있습니다. 장비는 다양한 밀봉 요구 사항을 수용할 수 있을 만큼 유연해야 합니다.
제약 또는 식품 산업의 경우 CIP(제자리 세척) 및 SIP(제자리 멸균) 기능을 갖춘 316L 스테인리스강 구조의 cGMP 준수 장비가 필요합니다. 충전 시스템은 데드 스페이스(dead space) 없이 설계되어야 하며 최고 수준의 위생을 보장하기 위해 EHEDG 인증 구성품 사용을 고려해야 합니다.
최신 충진 장비에는 레시피 관리 및 데이터 로깅을 지원하는 10~15인치 터치스크린 HMI가 포함된 Allen-Bradley 또는 Siemens PLC와 같은 고급 제어 시스템이 있어야 합니다. 동시에 장비는 생산 모니터링 및 추적성을 위해 MES 시스템과의 원활한 통합을 달성하기 위해 OPC-UA 또는 MQTT와 같은 Industry 4.0 프로토콜을 지원해야 합니다.
에너지 소비를 30~50%까지 줄일 수 있는 서보 드라이브 시스템과 같이 에너지 효율적으로 설계된 장비를 선택하십시오. 또한 장비의 소음 수준, 설치 공간, 환경 제어 요구 사항(예: 온도 및 습도 제어)도 고려하십시오.
규제 대상 산업의 경우 장비는 FDA 21 CFR Part 11 준수와 같은 관련 규제 요구 사항을 충족해야 합니다. 공급업체가 검증 프로세스를 간소화하기 위해 포괄적인 IQ/OQ/PQ 문서 지원을 제공할 수 있는지 고려하십시오.
초기 투자 외에도 에너지 소비, 유지 관리 요구 사항 및 예비 부품 가용성을 포함한 장기 운영 비용을 평가합니다. 원격 진단 기능과 예측 유지 관리 기능을 갖춘 장비를 선택하면 가동 중지 시간과 유지 관리 비용을 크게 줄일 수 있습니다.
튜브 충전 기계에 대한 이 궁극적인 가이드에서는 다양한 유형의 튜브 충전 기계와 그 기능을 다루었습니다. 또한 고려해야 할 몇 가지 주요 요소가 참고용으로 나열되어 있습니다.
최고의 튜브 충전 기계를 선택하는 것은 귀하의 비즈니스 성공에 매우 중요합니다. 이 중요한 결정을 내릴 때 주저하지 말고 전문가의 조언을 구하십시오. 튜브 포장을 한 단계 더 발전시킬 준비가 되셨나요? 전문가의 안내와 최고 수준의 튜브 충진 솔루션을 원하시면 지금 WEJING에 문의하세요!
