Horizontale vs. vertikale Verpackungsmaschinen: Ein praktischer Vergleich

Bei der Investition in automatisierte Verpackungsanlagen ist eine der grundlegendsten Entscheidungen die Frage, ob man eine Horizontalverpackungsmaschine oder ein Vertikalverpackungsmaschine (VFFS). Diese Entscheidung wirkt sich nicht nur auf die Art der Produkte aus, die Sie verarbeiten können, sondern auch auf Ihre Produktionsgeschwindigkeit, die Anlagenkonfiguration, die Materialkosten und die langfristige Betriebseffizienz. Eine falsche Entscheidung kann zu kostspieligen Nachrüstungen, Produktionsausfällen und verpassten Marktchancen führen.

Dieser Leitfaden befasst sich mit den technischen Grundlagen, den Leistungsmerkmalen und den idealen Anwendungsbereichen beider Ausrichtungen, um Produktionsingenieuren, Werksleitern und Einkaufsfachleuten dabei zu helfen, fundierte Entscheidungen hinsichtlich der Anlagenauswahl zu treffen.

Die beiden Ausrichtungen

Horizontale Verpackungsmaschinen

Horizontale Verpackungsmaschinen – zu denen in der Regel gehören Fließverpackungsmaschinen, horizontale Form-Füll-Versiegelungsanlagen (HFFS) und Schalenversiegelungsmaschinen – befördern die Produkte auf einer horizontalen Ebene durch den Verpackungsprozess. Das Produkt wird über ein Förderband in die Maschine eingeführt, während der horizontalen Bewegung verpackt oder versiegelt und verlässt die Maschine auf einem Auslaufband auf derselben Höhe.

Das charakteristische Merkmal ist, dass Die Schwerkraft wirkt senkrecht zum Produktstrom.. Das Produkt liegt während des gesamten Verpackungsvorgangs auf einer ebenen Fläche (Förderband oder Produktfördersystem). Diese Ausrichtung ist besonders vorteilhaft für Produkte, die bei vertikaler Handhabung verrutschen, sich absetzen oder zerbrechen könnten.

Vertikale Verpackungsmaschinen (VFFS)

Bei vertikalen Form-Füll-Siegel-Maschinen (VFFS) verläuft der Produktfluss vertikal. Die Folie wird nach unten hin zu einem Schlauch geformt, das Produkt wird von oben in den Schlauch eingefüllt, und die Verpackung wird am Boden versiegelt und abgeschnitten. Die Das Produkt fällt unter die Schwerkraft durch einen Formkragen hindurch und in das Verpackungsrohr.

VFFS-Maschinen dominieren die Märkte für lose, körnige und frei fließende Produkte, da die Schwerkraft den Abfüllvorgang auf natürliche Weise unterstützt. Durch die vertikale Ausrichtung wird zudem der Platzbedarf der Maschine minimiert, was VFFS-Maschinen für Betriebe mit begrenzter Stellfläche attraktiv macht.

Wie lassen sich die wichtigsten technischen Optionen miteinander vergleichen?

Produktkompatibilität

Der wichtigste Faktor bei der Entscheidung zwischen horizontaler und vertikaler Verpackung ist Produkttyp und physikalische Eigenschaften.

Produkte, die sich am besten für die horizontale Verpackung eignen:
– Feste, vorgeformte Produkte (Kekse, Schokoriegel, Seife)
– Zerbrechliche Produkte, die einem freien Fall nicht standhalten (Gebäck, verzierte Torten)
– Klebrige oder unregelmäßig geformte Gegenstände (medizinische Pflaster, Klebestreifen)
– Multipacks und Sekundärverpackungen (Schalenumhüllung, Bündelung)
– Produkte, bei denen auf die Ausrichtung geachtet werden muss (Druckerzeugnisse, Markenprodukte mit einer “richtigen Seite”)

Produkte, die sich am besten für die vertikale Verpackung eignen:
– Frei fließende Schüttgüter (Reis, Zucker, Nüsse, Samen)
– Pulver (Mehl, Gewürze, Kaffee, Waschpulver)
– Kleine Stücke (Süßigkeiten, Snacks, Tiefkühlgemüse)
– Flüssigkeiten und Pasten (Soßen, Shampoo, Joghurt)
– Produkte, die nach Gewicht oder Volumen verkauft werden und bei denen eine präzise Dosierung entscheidend ist

Für einen Hersteller von pharmazeutischen Pflastern wäre beispielsweise eine horizontale Schlauchbeutelverpackung unverzichtbar, da die Klebepflaster nicht durch einen vertikalen Formschlauch fallen gelassen werden können, ohne dass die Gefahr einer Verunreinigung, eines Anhafens an den Schlauchwänden oder von Ausrichtungsfehlern besteht. Umgekehrt wäre für einen Snackhersteller, der Nussmischungen verpackt, die VFFS-Verpackung weitaus effizienter, da das Produkt auf natürliche Weise in vertikale Beutel fließt.

Geschwindigkeit und Durchsatz

Beide Maschinentypen erreichen beeindruckende Geschwindigkeiten, unterscheiden sich jedoch in ihren Leistungsmerkmalen:

Für feste Produkte bei hoher Geschwindigkeit: horizontale Schlauchbeutelmaschine Wie Flow-Wrapper im Detail funktionierens generally outperform VFFS because the product handling is more controlled and continuous. For small sachets and stick packs, high-output VFFS machines can achieve aggregate outputs exceeding 1,000 packages per minute.

Fläche und Raumaufteilung

VFFS-Maschinen haben eine deutlich geringere Fußabdruck als horizontale Anlagen. Eine typische VFFS-Maschine benötigt 1,5 bis 3 Quadratmeter Stellfläche, während eine horizontale Schlauchbeutelmaschine mit Zuführ- und Abförderbändern in der Regel 4 bis 10 Quadratmeter benötigt. Dieser 2- bis 3-fache Unterschied kann in Betrieben, in denen Stellfläche knapp ist, entscheidend sein.

Horizontale Maschinen bieten jedoch Vorteile bei Linienintegration. Da der Einlauf und der Auslauf auf gleicher Höhe liegen, lassen sich horizontale Maschinen nahtloser in bestehende Produktionslinien integrieren, in denen die Produkte auf Förderbändern zwischen den Bearbeitungsstationen transportiert werden. Bei VFFS-Maschinen muss das Produkt angehoben oder von oben zugeführt werden, was zusätzliche Fördertechnik wie Becherwerke, Vibrationsförderer oder spezielle Produktzuführsysteme erforderlich machen kann.

Siehe auch: Checkliste für die Auswahlkriterien von Schlauchbeutelmaschinen

Folien- und Materialeffizienz

Der Materialverbrauch variiert je nach Verpackungsart erheblich:

• Horizontale Schlauchbeutelmaschinen Erstellen Sie konturangepasste Verpackungen, die Materialüberschüsse minimieren. Bei festen Produkten liegt der Folienverbrauch in der Regel um 15–30% unter dem von vergleichbaren vertikalen Beuteln.
• VFFS-Maschinen Es werden vertikale Kissenbeutel oder Seitenfaltenbeutel hergestellt, die in der Regel über mehr Kopfraum verfügen, insbesondere bei festen Produkten. Bei Pulvern und körnigen Produkten erzielt das VFFS-Verfahren eine gute Materialeffizienz, da das Produkt den Beutel vollständiger ausfüllt.

Auch die Ausnutzung der Folienbreite unterscheidet sich. Horizontale Schlauchbeutelmaschinen verwenden in der Regel Folienbreiten, die genau auf die Produkthöhe zuzüglich der Schweißränder abgestimmt sind, während VFFS-Maschinen Folienbreiten erfordern, die auf den Beutelumfang abgestimmt sind, was bei breiten, flachen Produkten weniger effizient sein kann.

Dichtungsqualität und Integrität

Beide Technologien ermöglichen die Herstellung hermetischer Versiegelungen, die für Anwendungen in den Bereichen Lebensmittel, Pharmazie und Medizinprodukte geeignet sind. Die Unterschiede liegen in der Art der Versiegelung und der Prüfung:

• Horizontale Schlauchbeutelmaschinen In der Regel kommen Endversiegelungsbacken zum Einsatz, die beide Enden gleichzeitig zusammenpressen und versiegeln, wodurch eine gleichmäßige Versiegelungsbreite und ein gleichmäßiger Druck gewährleistet werden. Heißmessersysteme erzeugen besonders saubere, feste Versiegelungen, die sich ideal für Anwendungen als Feuchtigkeitsbarriere eignen.
• VFFS-Maschinen Längs- und Quersiegel erstellen. Das Längssiegel verläuft über die gesamte Länge des Beutels (Flossen- oder Überlappungssiegel), während das Quersiegel jeden Beutel verschließt. Die Gleichmäßigkeit der Versiegelung kann durch das Produktgewicht beeinträchtigt werden, das auf den Formschlauch drückt.

Für sterile medizinische Verpackungen und pharmazeutische Anwendungen werden häufig horizontale Schlauchbeutelmaschinen bevorzugt, da der Versiegelungsprozess besser kontrollierbar und gemäß den Normen der ISO 11607 leichter zu validieren ist.

Fallstudie – Eine Entscheidung in der Süßwarenbranche

Kundenprofil: Ein Süßwarenhersteller, der mit Schokolade überzogene Keksriegel verpackt. In der ersten Anfrage wurde eine VFFS-Maschine angefragt.

Unsere Empfehlung: eine horizontale Schlauchbeutelmaschine. Die Begründung:

• Bei den Produkten handelt es sich um feste, einzelne Stangen – durch die horizontale Zuführung bleiben ihre Ausrichtung und ihr Erscheinungsbild erhalten
• Das Produktionsziel lag bei Hunderten von Packungen pro Minute
• Durch die Schokoladenhülle bestand bei der Füllung im freien Fall die Gefahr von Beschädigungen
• Da auf der Anlage mehrere Artikelvarianten produziert werden, spielte die Umrüstzeit eine wichtige Rolle
• Die Präsentation im Einzelhandel – also die Sichtbarkeit der Produkte durch die Verpackung hindurch – war eine Vorgabe.

Der Kunde hat beide Konfigurationen mit seinem eigenen Produkt getestet, bevor er die Empfehlung für die horizontale Ausrichtung bestätigt hat.

Wie lassen sich die verschiedenen Kostenoptionen vergleichen?

Kapitalinvestition

Die Investitionen in die Ausrüstung richten sich nach Geschwindigkeit, Anzahl der Formate und Umfang der Integration – fordern Sie Angebote für Ihre Anwendung an. Die jährlichen Betriebskosten (Folie, Wartung, Energie, Personal) sollten ebenfalls in den Vergleich einbezogen werden.

VFFS machines generally have a lower entry price point due to simpler mechanical construction. However, the price gap narrows significantly at higher automation levels, and fully featured VFFS systems with multi-column layouts, MAP, and aseptic filling capabilities can exceed the cost of advanced horizontal machines.

Betriebskosten

Zu den wesentlichen Unterschieden bei den Betriebskosten zählen:

• Filmkonsum: Bei horizontalen Verpackungsmaschinen lassen sich bei festen Produkten in der Regel 15–30% an Folie einsparen
• Arbeit: Beide Systeme können mit 1–2 Bedienern betrieben werden, doch bei horizontalen Linien kann zusätzlicher Personalaufwand für die Produktzuführung erforderlich sein, wenn keine vorgelagerte Automatisierung vorhanden ist
• Wartung: VFFS-Maschinen verfügen über eine einfachere Mechanik (weniger Siegelstationen), doch horizontale Maschinen mit Servoantrieben bieten oft bessere Möglichkeiten zur vorausschauenden Instandhaltung
• Umstellung: Bei horizontalen Schlauchbeutelmaschinen beträgt die durchschnittliche Dauer 15–45 Minuten; bei VFFS-Maschinen beträgt sie je nach Komplexität der Beutelform durchschnittlich 20–60 Minuten

Gesamtbetriebskosten

Bei einer Betrachtung über einen Lebenszyklus von 5 bis 10 Jahren hängen die Gesamtbetriebskosten stark vom Produktionsvolumen und der Art des Produkts ab. In einer Anlage, in der feste Produkte mit einer Leistung von über 200 ppm verpackt werden, können allein die Folieneinsparungen durch eine horizontale Schlauchbeutelmaschine den höheren Anschaffungspreis innerhalb von 18 bis 30 Monaten ausgleichen.

Branchenspezifische Empfehlungen

Lebensmittelindustrie

Die Lebensmittelindustrie nutzt beide Ausrichtungen in großem Umfang, wobei die Wahl vom Produkttyp abhängt:

• Bäckerei und Konditorei: Bei Keksen, Schokoriegeln und Backwaren, bei denen die Unversehrtheit und die Präsentation des Produkts entscheidend sind, dominiert die horizontale Schlauchbeutelverpackung.
• Snacks: VFFS-Verpackungen sind vor allem bei Chips, Nüssen und losen Snacks verbreitet, bei denen das Befüllen durch Schwerkraft effizient ist
• Tiefkühlkost: Für Tiefkühl-Frikadellen, Fertiggerichte und Eis am Stiel werden vorzugsweise horizontale Verpackungsmaschinen verwendet
• Kaffee und Gewürze: VFFS-Verpackungsmaschinen für gemahlenen Kaffee, ganze Bohnen und Gewürzpulver

Pharmaindustrie

Bei pharmazeutischen Anwendungen wird die horizontale Verpackung deutlich bevorzugt. Medizinprodukte, Diagnosekits und transdermale Pflaster erfordern eine kontrollierte Handhabung der Produkte, wie sie nur horizontale Systeme gewährleisten können. Da dabei die Ausrichtung der Produkte beibehalten und Schäden durch freien Fall verhindert werden können, hat sich die horizontale Schlauchbeutelverpackung als Standard für die Sekundärverpackung von Medizinprodukten etabliert.

Anwendungen in der Pharmabranche und für Pflaster werden auf unserem JC400-Beutelzuführer abgewickelt – die Verpackungsgenauigkeit und die Versiegelungsintegrität werden vor dem Versand mit der Folie des Kunden validiert.

Kosmetik und Körperpflege

Beide Varianten finden je nach Produkt Anwendung in der Kosmetik:

• Festkosmetik (Seifenstücke, feste Parfüms): Horizontale Schlauchbeutelverpackung
• Flüssige Kosmetika (Shampoos, Lotionen): VFFS für Probenbeutel oder Sekundärverpackungen
• Mehrfachpackungen und Geschenksets: Horizontale Umhüllung

Integration mit vor- und nachgeschalteten Anlagen

Die Ausrichtung der Maschine beeinflusst, wie problemlos sie sich in die übergeordnete Produktionslinie integrieren lässt:

Horizontale Vorteile:
– Nahtlose Integration in Fertigungslinien, in denen Produkte auf Förderbändern transportiert werden
– Einfacher Anschluss an Kontrollwaagen, Metalldetektoren und Röntgeninspektionssysteme auf gleicher Förderbandhöhe
– Ein geradliniger Produktfluss minimiert die Anzahl der Handhabungspunkte

Vertikale Vorteile:
– Direkter Anschluss an Systeme zur Schüttgutförderung (Silos, Trichter, Förderschnecken)
– Dank der kompakten Bauweise kann das Gerät über oder unter anderen Geräten positioniert werden
– Die schwerkraftgestützte Zuführung senkt den Energieverbrauch beim Produkttransport

Warum Path Pack?

Path Pack ist auf horizontale Schlauchbeutelverpackungstechnologie spezialisiert, die für die anspruchsvollsten Produktionsumgebungen weltweit entwickelt wurde. Unsere Maschinen sind mit Siemens-Servomotoren, Steuerungssystemen von Schneider Electric und Sensoren namhafter Hersteller ausgestattet.

Jede Maschine wird mit einer Dokumentation, Ersatzteillisten und Fernsupport ausgeliefert. Die von uns gebauten Anlagen werden für Anwendungen eingesetzt, die von der Verpackung pharmazeutischer Pflaster bis hin zur Verpackung von Keksen reichen.

Ganz gleich, ob Sie eine bestehende horizontale Verpackungslinie modernisieren oder prüfen möchten, ob die horizontale Technologie für Ihr Produktsortiment geeignet ist – unser Ingenieurteam bietet Ihnen unverbindliche Beratungsgespräche einschließlich Produkttests in unserem Werk an.

In der horizontalen Ausrichtung umfasst unser Sortiment die JC250-Flow-Verpackungsmaschine.

Häufig gestellte Fragen

Kann dasselbe Produkt sowohl auf horizontalen als auch auf vertikalen Maschinen verpackt werden? Vergleich von VFFS-Maschinen mit Schlauchbeutelmaschinen?

Manche Produkte lassen sich mit beiden Verpackungsarten verpacken, doch die Ergebnisse unterscheiden sich erheblich. Feste Produkte wie Kekse können horizontal in einer festen, formschlüssigen Verpackung mit minimalem Folienverbrauch verpackt werden oder vertikal in Beuteln mit mehr Kopfraum und höheren Materialkosten. Die Wahl hängt von Ihren Prioritäten ab: Verpackungseffizienz und Präsentation (dann eher horizontal) oder Platzersparnis (dann eher vertikal).

Welche Ausrichtung benötigt weniger Produktionsfläche?

Vertikale Verpackungsmaschinen benötigen in der Regel 50–70% weniger Stellfläche als horizontale Anlagen. Eine Standard-VFFS-Maschine nimmt 1,5–3 Quadratmeter ein, während eine horizontale Schlauchbeutelmaschine mit Zuführ- und Abförderbändern 4–10 Quadratmeter benötigt. Dies macht VFFS-Maschinen attraktiv für Betriebe mit beengten Platzverhältnissen oder für Betriebe, die mehrere Verpackungslinien auf begrenzter Fläche benötigen.

Wie sehen die Umrüstzeiten im Vergleich aus?

Bei horizontalen Schlauchbeutelmaschinen dauert der Umrüstvorgang bei modernen servogesteuerten Modellen in der Regel 15 bis 45 Minuten, verglichen mit 20 bis 60 Minuten bei VFFS-Maschinen. Die Umrüstzeit hängt jedoch stärker von der jeweiligen Maschinenkonstruktion, dem Automatisierungsgrad und der Qualifikation des Bedienpersonals ab als von der Ausrichtung selbst. Schnellwechsel-Funktionen wie die werkzeuglose Einstellung des Formkragens und der rezeptbasierte Abruf von Parametern können die Umrüstzeit bei beiden Maschinentypen auf unter 10 Minuten verkürzen.

Welche Technologie eignet sich besser für die Verpackung von Arzneimitteln?

Die horizontale Schlauchbeutelverpackung wird für pharmazeutische Anwendungen im Allgemeinen bevorzugt, da sie eine kontrollierte Handhabung der Produkte ohne freien Fall ermöglicht, die Ausrichtung der Produkte beibehält und gleichmäßige, hermetische Versiegelungen erzeugt, die sich gemäß den Normen der ISO 11607 leichter validieren lassen. Das VFFS-Verfahren wird für pharmazeutische Pulver und Granulate verwendet, während feste Darreichungsformen und Medizinprodukte fast ausschließlich horizontal verpackt werden.

Wie lang ist die typische Amortisationszeit bei horizontalen bzw. vertikalen Anlagen?

Die Amortisationszeiten hängen vom Produktionsvolumen und vom Anwendungsbereich ab, doch horizontale Schlauchbeutelmaschinen erzielen in der Regel innerhalb von 12 bis 24 Monaten eine Kapitalrendite (ROI) durch Folieneinsparungen (15–30% weniger Material bei festen Produkten) und einen höheren Durchsatz. VFFS-Maschinen erzielen den ROI in der Regel innerhalb von 12–30 Monaten, wobei sich die Amortisationszeit bei Anwendungen mit hohen Stückzahlen von Pulver und Granulat verkürzt, da hier die schwerkraftunterstützte Befüllung die Effizienz maximiert.

Fazit

Die Wahl zwischen horizontalen und vertikalen Verpackungsmaschinen ist nicht einfach eine Frage der Vorliebe – es handelt sich um eine strategische Entscheidung, die von Produkteigenschaften, Produktionsanforderungen und langfristigen Kostenüberlegungen bestimmt wird. Horizontale Schlauchbeutelmaschinen eignen sich hervorragend für feste Produkte, bieten eine überragende Materialeffizienz und lassen sich nahtlos in Produktionslinien integrieren. Vertikale Maschinen zeichnen sich durch eine kompakte Stellfläche aus und eignen sich besonders für frei fließende Produkte, bei denen das schwerkraftunterstützte Abfüllen einen natürlichen Vorteil bietet.

Der Schlüssel zur richtigen Entscheidung liegt in einer gründlichen Analyse Ihres spezifischen Produkts, des Produktionsvolumens, der betrieblichen Einschränkungen und der Gesamtbetriebskosten über den gesamten Lebenszyklus der Anlage hinweg. Lassen Sie sich nicht dazu verleiten, Ihre Entscheidung allein auf der Grundlage des Kaufpreises zu treffen – eine falsche Ausrichtung kann durch anhaltende betriebliche Ineffizienz weitaus höhere Kosten verursachen als die anfänglichen Kapitalersparnisse.

Path Pack fertigt horizontale Verpackungsmaschinen in Hangzhou, China. Jede Maschine wird vor dem Versand mit dem Produkt und der Folie des Kunden getestet. Wenn Sie eine Schlauchbeutelmaschine in Betracht ziehen oder Probleme mit einer bereits in Betrieb befindlichen Anlage beheben möchten, wenden Sie sich an unser Technikteam – wir antworten Ihnen innerhalb eines Werktags.

Vom Path Pack-Technikteam

Sie sind sich nicht sicher, welche Ausrichtung zu Ihrem Produkt passt? → Senden Sie Ihre Produktdaten an Path Pack zur Orientierung und für eine Maschinenempfehlung.