การเลือกเครื่องบรรจุสูญญากาศที่เหมาะสมทำได้อย่างไร?

ประเภทหลักของเครื่องบรรจุสูญญากาศ

การเข้าใจเกี่ยวกับรูปแบบเครื่องบรรจุสูญญากาศสามประเภทหลักมีความสำคัญต่อการเลือกเทคโนโลยีให้สอดคล้องกับความต้องการของผลิตภัณฑ์ แต่ละการออกแบบสามารถแก้ไขปัญหาในการดำเนินงานที่แตกต่างกันออกไป ในขณะเดียวกันก็ช่วยยืดอายุการเก็บรักษาโดยการกำจัดออกซิเจน

เครื่องซีลสูญญากาศภายนอก (หัวจ่าย) สำหรับสินค้าจำนวนน้อยและสินค้าแห้ง

เครื่องขนาดเล็กเหล่านี้มีความกะทัดรัดมาก และไม่ทำให้คุณหมดกระเป๋าด้วย เครื่องจะดูดอากาศออกจากถุงผ่านช่องเปิด โดยใช้หัวฉีดภายนอกชนิดหนึ่ง เหมาะสำหรับงานขนาดเล็กที่มีการบรรจุสินค้าไม่ถึงยี่สิบชิ้นต่อชั่วโมง ทำงานได้ดีเยี่ยมกับสิ่งของแห้ง เช่น อาหารแห้ง ธัญพืช เนื้อต่างแห้ง เมล็ดกาแฟ หรือสิ่งใดก็ตามที่ไม่มีของเหลว เพราะไม่ต้องกังวลเรื่องการกระจายน้ำ กระบวนการทั้งหมดเข้าใจง่ายจนคนส่วนใหญ่สามารถใช้งานได้โดยไม่ต้องมีคำแนะนำมากนัก แต่ควรระวังหากนำไปใช้กับผลิตภัณฑ์ที่มีความชื้น เพราะชิ้นส่วนภายในจะเสียหายจากความชื้น ทำให้ประสิทธิภาพโดยรวมลดลง เครื่องรุ่นแบบพกพาบางรุ่นใช้พื้นที่บนเคาน์เตอร์ครัวเพียงเล็กน้อย ซึ่งอธิบายได้ว่าทำไมผู้ผลิตอาหารฝีมือและผู้ขายในตลาดเกษตรกรท้องถิ่นจำนวนมากเริ่มหันมาใช้เครื่องเหล่านี้กันมากขึ้นในช่วงหลัง

เครื่องซีลสุญญากาศแบบห้องสำหรับของเหลว สินค้าที่เปราะบาง และการซีลที่สม่ำเสมอ

การบรรจุผลิตภัณฑ์ลงในภาชนะที่ปิดสนิทก่อนจะช่วยป้องกันไม่ให้ของเหลวเดือดล้นระหว่างกระบวนการผลิต และยังช่วยรักษาสินค้าบอบบาง เช่น เบอร์รี่หรือขนมอบ ไม่ให้ถูกบดอัดเสียหาย เมื่อแรงดันกระจายตัวอย่างสม่ำเสมอทั่วพื้นผิว จะทำให้เกิดการปิดผนึกที่ดีขึ้น แม้แต่บนวัสดุบรรจุภัณฑ์ที่มีผิวหยาบ ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญมากเมื่อจัดการกับสินค้าเช่น เนื้อหมัก หรืออาหารปรุงสุญญากาศแบบพิเศษ ปั๊มหนักแน่นเหล่านี้สามารถดูดลดแรงดันภายในให้ต่ำกว่า 1 มิลลิบาร์ ซึ่งหมายความว่าอาหารจะคงความสดได้นานขึ้นประมาณ 3 ถึง 5 เท่า เมื่อเทียบกับวิธีการบรรจุภัณฑ์ทั่วไป ตามผลการศึกษาเมื่อปีที่แล้วที่ตีพิมพ์ในวารสารชื่อ Food Engineering เกี่ยวกับวิธีการป้องกันการเสื่อมสภาพของอาหาร

เครื่องบรรจุภัณฑ์สุญญากาศแบบเทอร์โมฟอร์มมิ่งสำหรับการใช้งานอุตสาหกรรมที่ต้องการปริมาณสูง

เครื่องจักรอัตโนมัติเหล่านี้รวมหลายฟังก์ชันไว้ด้วยกันในคราวเดียว ได้แก่ การขึ้นรูปฟิล์ม การบรรจุผลิตภัณฑ์ การสุญญากาศ และการตัด ทุกอย่างดำเนินไปอย่างต่อเนื่องโดยไม่หยุดพัก เครื่องจักรเหล่านี้สามารถจัดการได้มากกว่า 40 ชิ้นต่อนาที ทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการดำเนินงานขนาดใหญ่ เช่น การผลิตอาหารแช่แข็ง หรือการฆ่าเชื้ออุปกรณ์ทางการแพทย์ ในแง่ของวัสดุบรรจุภัณฑ์ ระบบเหล่านี้ช่วยลดของเสียได้เมื่อเทียบกับถุงบรรจุสำเร็จรูปทั่วไป โดยลดของเสียได้ประมาณ 30% นอกจากนี้ รูปแบบการบรรจุภัณฑ์ยังช่วยให้มองเห็นสินค้าได้ดีขึ้น ทำให้ลูกค้าสามารถมองเห็นสิ่งที่ตนกำลังซื้อ และยังช่วยป้องกันความเสียหายระหว่างการขนส่ง อีกทั้งกระบวนการเทอร์โมฟอร์มมิ่งยังทำงานได้ดีกับสินค้าที่มีรูปร่างแปลกๆ อีกด้วย เช่น เนื้อสัตว์ที่ยังมีกระดูก หรือชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ที่เปราะบาง บางรุ่นยังมาพร้อมคุณสมบัติพิเศษที่สามารถปล่อยก๊าซผ่านบรรจุภัณฑ์ในสายการผลิต ทำให้บริษัทสามารถนำเทคนิคการบรรจุภัณฑ์ที่ปรับเปลี่ยนบรรยากาศ (Modified Atmosphere Packaging) มาใช้ในกระบวนการทำงานได้โดยตรง

ข้อมูลจำเพาะด้านประสิทธิภาพที่สำคัญสำหรับการใช้งานอย่างเชื่อถือได้

ความแรงสุญญากาศ เวลาไซเคิล และความจุของแถบปิดผนึก

ความแรงของสุญญากาศ ซึ่งวัดเป็นมิลลิบาร์ บ่งบอกถึงความสามารถในการดูดออกซิเจนออกได้ดีเพียงใด ซึ่งมีผลโดยตรงต่อระยะเวลาที่อาหารจะคงความสดบนชั้นวาง โดยเฉพาะกับผลิตภัณฑ์ที่มีความชื้น การลดระดับความดันให้ต่ำกว่า 1 มิลลิบาร์ จะช่วยชะลอการเสื่อมสภาพได้อย่างมีนัยสำคัญ ส่วนใหญ่เครื่องสุญญากาศชนิดห้อง (chamber machines) ใช้เวลาประมาณครึ่งนาทีถึงหนึ่งนาทีในการดำเนินการทั้งกระบวนการดูดสุญญากาศและปิดผนึก ความเร็วมีความสำคัญต่อปริมาณการผลิตอย่างเห็นได้ชัด แต่ก็มีข้อจำกัดอยู่บ้าง แถบปิดผนึกทั่วไปสามารถทำงานกับถุงที่มีความหนาได้ประมาณ 10 มม. ในขณะที่รุ่นที่ออกแบบมาเพื่องานหนักสามารถรองรับความหนาได้ถึง 15 มม. หากพลังงานปิดผนึกไม่เพียงพอจะเกิดอะไรขึ้น? บรรจุภัณฑ์ที่มีพื้นผิวหยาบจะไม่ติดแน่น ซึ่งหมายความว่าจะสูญเสียสินค้าคงคลังที่มีค่าไปตามกาลเวลา

ระดับระบบอัตโนมัติ การรับรองความปลอดภัย และการออกแบบอินเทอร์เฟซผู้ใช้งาน

สำหรับการดำเนินงานขนาดเล็ก เครื่องจักรกึ่งอัตโนมัติก็ใช้งานได้ดี อย่างไรก็ตาม เมื่อการผลิตเกินประมาณ 200 ชิ้นต่อชั่วโมง โรงงานส่วนใหญ่จะเปลี่ยนมาใช้ระบบควบคุมด้วย PLC ซึ่งสามารถจัดการทั้งการบรรจุถุงและการเติมก๊าซโดยอัตโนมัติ ปัจจุบันควรตรวจสอบเครื่องหมายรับรองมาตรฐาน CE หรือ UL เสมอเมื่อซื้อเครื่องจักรใหม่ เครื่องหมายเหล่านี้ไม่ใช่แค่สติกเกอร์สวย ๆ แต่เป็นหลักฐานยืนยันว่าเครื่องจักรผ่านมาตรฐานความปลอดภัยที่สำคัญ การติดตั้งแผงหน้าจอสัมผัสที่มีโปรแกรมตั้งไว้ล่วงหน้าได้กลายเป็นมาตรฐานทั่วไปในปัจจุบัน โรงงานรายงานว่าข้อผิดพลาดลดลงประมาณ 40 เปอร์เซ็นต์เมื่อผู้ปฏิบัติงานใช้ระบบนี้แทนการควบคุมด้วยมือแบบเดิม โดยอ้างอิงจากการวิจัยล่าสุดจาก Smithers Pira ในปี 2022 การเปลี่ยนแปลงที่แท้จริงเกิดขึ้นกับแผงควบคุมเชิงอีร์โกโนมิกส์ที่สามารถแจ้งเตือนพนักงานเมื่อจำเป็นต้องบำรุงรักษา เช่น ไฟสีแดงกระพริบ หรือข้อความเด้งขึ้นเตือนให้เปลี่ยนแถบซีล ซึ่งช่วยให้เครื่องจักรทำงานได้อย่างราบรื่นโดยไม่เกิดการหยุดทำงานกะทันหันระหว่างการผลิตต่อเนื่องเป็นเวลานาน

การเลือกความจุของเครื่องบรรจุสูญญากาศให้เหมาะสมกับความต้องการด้านปริมาณการผลิตของคุณ

การจัดให้ความจุของเครื่องบรรจุสูญญากาศสอดคล้องกับปริมาณการผลิตมีความสำคัญอย่างยิ่ง หากเราต้องการหลีกเลี่ยงการชะลอตัวในการดำเนินงานและได้รับผลตอบแทนที่ดีจากการใช้จ่ายเงินของเรา ก่อนอื่นให้พิจารณาว่ามีการผลิตบรรจุภัณฑ์จำนวนกี่ชิ้นต่อวันหรือต่อสัปดาห์ ธุรกิจที่ผลิตมากกว่าสามสิบชิ้นต่อนาทีจำเป็นต้องใช้อุปกรณ์อุตสาหกรรมระดับหนัก เช่น ระบบแบบห้องสูญญากาศหรือระบบขึ้นรูปด้วยความร้อน ธุรกิจขนาดเล็กที่เพิ่งเริ่มต้นมักใช้งานได้ดีกับเครื่องซีลแบบภายนอกที่สามารถจัดการได้ระหว่างห้าถึงสิบชิ้นต่อนาที ควรคำนึงถึงช่วงฤดูกาลที่มีความคึกคักและต้องเผชิญกับความต้องการที่พุ่งสูงขึ้น ตลอดจนมองไปข้างหน้าว่าธุรกิจอาจขยายตัวไปในทิศทางใด การเลือกเครื่องที่มีขนาดเล็กเกินไปอาจนำไปสู่การเปลี่ยนอุปกรณ์ใหม่ในภายหลัง ซึ่งมีค่าใช้จ่ายสูง ตามรายงานอุตสาหกรรม บริษัทที่ผลิตมากกว่าสามสิบชิ้นต่อนาทีมักจะเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตได้ประมาณ 19 เปอร์เซ็นต์ เมื่อลงทุนในเครื่องจักรที่ออกแบบมาสำหรับการทำงานต่อเนื่องไม่หยุดพัก ในทางกลับกัน การซื้ออุปกรณ์ที่ใหญ่เกินความจำเป็นก็ไม่ใช่ทางเลือกที่ฉลาดเช่นกัน อุปกรณ์ที่มีกำลังสูงเกินไปจะมีต้นทุนเริ่มต้นสูงขึ้น 40 ถึง 60 เปอร์เซ็นต์ และใช้พลังงานเพิ่มเติมโดยไม่จำเป็นสำหรับการดำเนินงานขนาดเล็ก ควรตรวจสอบระยะเวลาที่ใช้ในแต่ละรอบเมื่อเทียบกับความถี่ในการเปลี่ยนผลิตภัณฑ์ และต้องแน่ใจว่ารอยซีลยังคงสมบูรณ์แม้ในช่วงเวลาการใช้งานที่ยาวนาน ควรเลือกเครื่องจักรที่มีคุณสมบัติด้านการออกแบบแบบโมดูลาร์ เพื่อให้สามารถเพิ่มระบบอัตโนมัติเข้าไปได้ทีละขั้นตามการขยายตัวของการผลิต แนวทางนี้จะช่วยปกป้องการลงทุนในระยะยาว โดยไม่กระทบต่อประสิทธิภาพในการดำเนินงานประจำวัน

ความเข้ากันได้ของผลิตภัณฑ์และบรรจุภัณฑ์: การรับประกันความสมบูรณ์ของการปิดผนึก

การจัดการของเหลว ผง และผลิตภัณฑ์ที่มีรูปร่างไม่สม่ำเสมอ

เมื่อทำการบรรจุภัณฑ์ของเหลว ระบบควบคุมหยดพิเศษและวงจรสุญญากาศแบบพัลส์จะมีความจำเป็นอย่างยิ่ง เพื่อป้องกันปัญหาการเดือดล้นในระหว่างกระบวนการปิดผนึก อุปกรณ์ปิดผนึกแบบห้องสุญญากาศสามารถลดอัตราการหกได้ต่ำกว่า 2% ตามผลการทดสอบ ASTM F2095 ที่ทุกคนพูดถึง ส่วนการบรรจุผงก็มีความท้าทายอีกแบบหนึ่ง โดยต้องติดตั้งระบบกรองอนุภาคละเอียดในท่อสุญญากาศทั้งหมด มิฉะนั้นจะเกิดการอุดตัน และทำให้การดำเนินงานหยุดชะงักลงอย่างสิ้นเชิง การจัดการกับสินค้าที่มีรูปร่างไม่สม่ำเสมอก็สร้างความท้าทายที่แตกต่างออกไป เช่น เนื้อสัตว์ที่มีกระดูกหรืออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่บอบบาง จำเป็นต้องใช้แถบปิดผนึกแบบเฉพาะที่สามารถปรับตามรูปร่างที่ไม่เหมือนใครของสินค้า พร้อมทั้งยังคงประสิทธิภาพการปิดผนึกได้ประมาณ 98% เมื่อทำงานภายใต้แรงดัน 15 psi ตามข้อกำหนดของมาตรฐาน ASTM F1140 พื้นผิวที่ขรุขระถือเป็นตัวรบกวนการปิดผนึกอย่างแท้จริง ดังนั้นการปรับระยะเวลาที่เครื่องสัมผัสกับบรรจุภัณฑ์ และการปรับแรงดันที่ใช้ จึงมีความสำคัญอย่างมาก การปรับแต่งเหล่านี้ช่วยป้องกันปัญหารอยรั่วตามแนวช่อง (channel leaks) ซึ่งในท้ายที่สุดจะทำลายชั้นป้องกันที่เราพยายามรักษานั่นเอง

ขนาดห้อง, มิติถุง และข้อจำกัดของพื้นที่สถานที่

เมื่อเลือกเครื่องบรรจุภัณฑ์สูญญากาศ การเลือกขนาดห้องบรรจุให้เหมาะสมถือเป็นสิ่งสำคัญมาก หากขนาดเล็กเกินไปเมื่อเทียบกับสิ่งที่ต้องการบรรจุ ประมาณเจ็ดในสิบครั้งจะทำให้การปิดผนึกไม่ได้ผลอย่างถูกต้อง หลักทั่วไปที่ดีคือ วัดความลึกของผลิตภัณฑ์แล้วเพิ่มพื้นที่ว่างอีกประมาณ 20% เพื่อความปลอดภัย สำหรับระบบอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ ควรพิจารณาเครื่องที่ต้องการพื้นที่ใช้สอยอย่างน้อยสามตารางเมตร เครื่องรุ่นขนาดกะทัดรัดสามารถวางในพื้นที่ 1.5 ตารางเมตรได้ แต่มักจะทำให้กระบวนการช้าลงเนื่องจากจัดการสินค้าได้น้อยกว่าต่อชั่วโมง ก่อนนำอุปกรณ์ใดๆ เข้ามา ควรตรวจสอบทางเดินแคบที่อาจเป็นอุปสรรค และตรวจสอบให้แน่ใจว่าสาธารณูปโภคที่จำเป็น เช่น การเชื่อมต่อไฟฟ้าและก๊าซ มีพร้อมอยู่ใกล้เคียงแล้ว การติดตั้งอุปกรณ์ที่ใหญ่เกินไปสำหรับพื้นที่ที่มีอยู่ จะทำให้เคลื่อนย้ายสิ่งอื่นๆ ยากขึ้น สถานที่ขนาดเล็กที่มีพื้นที่ต่ำกว่า 100 ตารางเมตร มักจะได้ผลลัพธ์ที่ดีกว่าเมื่อใช้ห้องบรรจุแนวตั้ง เพราะสามารถใช้ประโยชน์จากความสูงแทนที่จะแผ่ขยายออกไปในแนวราบ นอกจากนี้ อย่าลืมเว้นพื้นที่ว่างรอบเครื่องแต่ละเครื่องไว้ด้วย พื้นที่ว่างประมาณ 15% รอบทุกด้านจะช่วยให้การตรวจสอบและบำรุงรักษาตามปกติทำได้ง่าย และช่วยให้อากาศไหลเวียนได้อย่างเหมาะสมภายในระบบ

คุณสมบัติขั้นสูงที่ช่วยยืดอายุการเก็บรักษาและสนับสนุนการเติบโต

การผสานเทคโนโลยีการฉีดก๊าซ (MAP) สำหรับผลิตภัณฑ์ที่ไวต่อออกซิเจน

เมื่อผู้ผลิตนำเทคโนโลยีการบรรจุภัณฑ์บรรยากาศปรับเปลี่ยน หรือ MAP มาใช้ร่วมกับอุปกรณ์บรรจุภัณฑ์สุญญากาศแบบปกติ พวกเขาสามารถเปลี่ยนเครื่องจักรพื้นฐานให้กลายเป็นระบบการอนุรักษ์ที่มีประสิทธิภาพสำหรับผลิตภัณฑ์ที่ไวต่อการสัมผัสกับออกซิเจน เช่น เนื้อสัตว์แยกชิ้น ชีสหลากหลายชนิด และอาหารสำเร็จรูป กระบวนการนี้ทำงานโดยการแทนที่อากาศปกติภายในบรรจุภัณฑ์ด้วยก๊าซผสมที่ได้รับการคำนวณอย่างแม่นยำ โดยทั่วไปจะเป็นก๊าซไนโตรเจนผสมกับคาร์บอนไดออกไซด์ในสัดส่วนหนึ่ง ก๊าซผสมเหล่านี้ช่วยยับยั้งการเจริญเติบโตของแบคทีเรียและป้องกันปฏิกิริยาทางเคมีที่ทำให้ผลิตภัณฑ์เสื่อมสภาพตามกาลเวลา ผลิตภัณฑ์ที่บรรจุภัณฑ์ด้วยวิธีนี้สามารถคงความสดได้นานขึ้นตั้งแต่ครึ่งเท่าถึงสี่เท่าเมื่อเทียบกับสินค้าที่บรรจุแบบดั้งเดิม ช่วยลดปริมาณอาหารที่ต้องทิ้งไปเนื่องจากความสดที่ยืดยาวออกไป อีกทั้งผู้บริโภคยังได้รับประทานอาหารที่มีรสชาติดีกว่าและคงคุณภาพเดิมรวมถึงคุณค่าทางโภชนาการไว้ได้ตลอดช่วงการเก็บรักษา

ข้อดีหลัก ได้แก่:

• ช่วงเวลาคงความสดที่ยืดหยุ่นมากขึ้น : สินค้าที่บอบบางได้รับเพิ่มอีก 3–20 วันในการรักษาคุณภาพสูงสุด
• ความปลอดภัยของผลิตภัณฑ์ที่เพิ่มขึ้น : การลดระดับออกซิเจนช่วยยับยั้งเชื้อโรคต่างๆ เช่น ลิสเทอเรีย และ E. coli
• การขยายตลาด : ทำให้สามารถจัดส่งไปยังสถานที่ไกลๆ ได้โดยลดการเสื่อมคุณภาพของสินค้า

เมื่อบริษัทต้องการนำเทคโนโลยี MAP เข้ามาใช้ในกระบวนการผลิต จำเป็นต้องพิจารณาปัจจัยหลายประการก่อน อัตราความแม่นยำในการควบคุมก๊าซมีความสำคัญอย่างมาก เช่นเดียวกับความสามารถในการทำงานร่วมกันของวัสดุต่างๆ และระบบสามารถปรับตัวต่ออัตราการไหลของก๊าซที่เปลี่ยนแปลงได้หรือไม่ เครื่องจักรที่ปรับสัดส่วนก๊าซโดยอัตโนมัติมักให้ผลลัพธ์ที่ดีกว่าเมื่อจัดการกับผลิตภัณฑ์ที่มีน้ำหนักและขนาดแตกต่างกัน สำหรับผู้ผลิตที่กำลังขยายสายการผลิต การนำระบบนี้มาใช้มักจะช่วยลดของเสียจากวัสดุลงได้ประมาณ 25-30% นอกจากนี้ การมีผลิตภัณฑ์ที่สดใหม่เป็นเวลานานยิ่งขึ้น หมายความว่าบริษัทสามารถวางตำแหน่งผลิตภัณฑ์เหล่านี้ในฐานะทางเลือกระดับพรีเมียม ซึ่งเปิดโอกาสให้เกิดกลยุทธ์ด้านราคาและการเข้าถึงกลุ่มลูกค้าใหม่ในตลาดที่มีการแข่งขันสูง