Selagem Ultrassônica da Herrmann: Uma Abordagem Mais Inteligente para Embalagens Flexíveis

À medida que as embalagens evoluem rumo à sustentabilidade e maior desempenho, os fabricantes enfrentam novos desafios: selar materiais mono-recicláveis, reduzir o consumo de energia e garantir a integridade à prova de vazamentos (especialmente para produtos líquidos). A selagem térmica tradicional comprovada muitas vezes enfrenta dificuldades com essas exigências devido à sua dependência de altas temperaturas e longos tempos de permanência.

Para enfrentar esses desafios, na Mespack, firmamos uma parceria com a Herrmann Ultraschall, líder global em tecnologia ultrassônica, para integrar a selagem ultrassônica avançada em nossas máquinas de embalagem. Essa colaboração combina a expertise da Herrmann em selagem de precisão com o design inovador dos equipamentos Mespack, oferecendo assim uma solução que garante selos mais resistentes, menor consumo de energia e melhor compatibilidade com filmes modernos e ecologicamente corretos.

Em Resumo: Por Que Usar Selagem Ultrassônica em Sua Máquina Mespack?

• Uso de selos herméticos com menos vazamentos, especialmente em aplicações com líquidos ou sempre que o produto puder contaminar a área de selagem.

• Uma aparência premium combina o selo hermético ultrassônico com um segundo selo térmico (“cosmético”), proporcionando tanto integridade quanto atratividade na prateleira.

• Economia de energia e inicialização rápida, que não exige aquecimento; a energia é consumida principalmente e exclusivamente durante o breve pulso de selagem.

• Compatibilidade com materiais mono devido à menor transferência de calor e controle preciso de energia, o que minimiza o encolhimento do filme e a fusão da camada de suporte.

• Maior OEE e menor desperdício são resultados de menos rejeitos e desempenho mais estável em linhas de alta velocidade.

Como Funciona a Selagem Ultrassônica Herrmann (em termos simples)

A selagem ultrassônica não apenas converte energia elétrica em vibração mecânica de alta frequência (normalmente 20, 30 ou 35 kHz), como também a transmite por meio de um conjunto conversor–amplificador–sonotrode acoplado a uma bigorna. A vibração localizada gera calor dentro da interface de selagem, fundindo as camadas do selo com transferência mínima de calor externo. As amplitudes médias de vibração estão na ordem de 9–35 μm, permitindo assim pulsos de energia muito precisos e curtos.

Como o calor é gerado internamente na interface do polímero, as superfícies externas do filme permanecem relativamente frias. Consequentemente, a selagem ultrassônica é particularmente tolerante a pequenas contaminações do produto na área de selagem e ajuda a proteger estruturas sensíveis, mais finas ou de material mono contra deformações.

A Localização da Selagem Ultrassônica nas Máquinas Mespack

Em relação aos equipamentos Mespack, a selagem ultrassônica é aplicada na estação de selagem superior para criar o selo hermético. Uma segunda estação térmica adiciona o selo cosmético, proporcionando assim uma aparência e toque refinados, ao mesmo tempo em que preserva a integridade do selo. Essa abordagem de “precisão primeiro e acabamento premium em seguida” combina desempenho com estética da marca. A configuração é especialmente eficaz em plataformas de alta velocidade, incluindo movimento contínuo (por exemplo, HCRM660) e movimento intermitente (por exemplo, H570), e geralmente não requer troca de configuração ou apenas ajustes simples de altura ao alternar entre operação padrão e ultrassônica.

Aplicações Mais Adequadas

• Sachets tipo stand-up (com ou sem bico de canto)

• Formatos com bico frontal e válvula frontal, quando a integridade da selagem superior é crítica

• Materiais sustentáveis (incluindo mono-materiais recicláveis e laminados à base de papel)

Quando líquidos ou produtos propensos a contaminar a área de selagem são utilizados, a geração interna de calor pela ultrassonização e a expulsão de resíduos auxiliada pela vibração ajudam a criar um selo hermético robusto.

Mono‑Materiais Facilitados

Com a selagem térmica, os mono‑materiais podem sofrer fusão da camada de suporte, selos frouxos ou aparência insatisfatória se a janela térmica for estreita. A selagem ultrassônica minimiza a condução de calor através do filme, reduzindo o encolhimento e proporcionando uma janela de processo mais controlável e precisa.

A configuração TSM com COS da Mespack combina selagem hermética, selagem cosmética e resfriamento em uma sequência compacta, proporcionando assim uma selagem segura e consistente, com acabamento visualmente atraente, ao mesmo tempo em que simplifica a manutenção ao consolidar três funções.

Impacto Mensurável: Qualidade, Energia e CO₂

Menos Vazamentos e Menos Desperdício

Em um caso representativo de um enchimento de quatro linhas a 60 ciclos/min, a mudança da selagem térmica para a selagem ultrassônica reduziu os vazamentos na selagem superior de 40–200 por 100.000 para cerca de 1 por 100.000. Isso representa uma redução de aproximadamente 127–633 pouches defeituosos/dia para cerca de 3; o desperdício diário de material diminui de 12,7–63,4 kg para aproximadamente 0,32 kg. (os valores dependem do produto, formato e horas de operação).

Consumo de Energia

Como a selagem ultrassônica é “instantânea”, a energia é concentrada em cerca de 20% de cada ciclo em que ocorre a selagem (em comparação com 100% no caso da selagem térmica). A 60 ciclos/min e durante 16 horas de produção/dia, o exemplo comparativo mostra aproximadamente 1 kWh/dia para a ultrassônica versus 8 kWh/dia para a térmica (projetando cerca de 300 kWh/ano contra 2.600 kWh/ano em 300 dias de produção).

Pegada de CO₂

Se o mesmo perfil de operação for utilizado, o impacto ilustrativo de CO₂ cai de aproximadamente 3,36 kg/dia (térmica) para 0,403 kg/dia (ultrassônica), ou ~1,008 t/ano para ~0,121 t/ano. Quando multiplicado por 10 linhas, isso corresponde a cerca de 10,08 t/ano versus 1,21 t/ano (os valores reais dependem da combinação de

mix local de eletricidade).

Custo Total de Propriedade (TCO)

Menos rejeitos, menos retrabalho, menor consumo de energia e ausência de perdas com aquecimento resultam em um TCO favorável em aplicações de sachets tipo stand-up e outras. O exemplo de TCO apresentado no webinar destaca como esses fatores se combinam ao longo do tempo para melhorar o retorno do investimento.

Notas de Implementação para Engenheiros

• Frequências e Controle de Amplitude: Os conjuntos ultrassônicos geralmente operam a 20/30/35 kHz com amplitudes controladas (~9–35 μm) para se adequar às estruturas do filme e à geometria da selagem.
• Conjunto e Ferramentas: O conjunto conversor–amplificador–sonotrode aplica a energia no perfil da mandíbula, enquanto a bigorna suporta o filme, auxiliando na concentração de calor na interface.

• Robustez do Processo: O aquecimento interno e a rápida entrega de energia tornam o processo tolerante a pequenas contaminações e reduzem o risco de aquecimento externo do filme.

• Integração na Linha: Nas linhas Mespack, a Estação de Selagem Superior 1 é usada para o selo hermético ultrassônico e a Estação de Selagem Superior 2 é usada para o selo térmico cosmético. Em diversos casos, apenas ajustes simples de altura são necessários ao alternar entre formatos.

Quando Escolher a Selagem Ultrassônica

Considere especificar a selagem ultrassônica quando você precisar:

• Integridade máxima do selo na presença de contaminação do produto (típico para muitos enchimentos líquidos).

• Alta produtividade com desempenho estável e mínimo de rejeitos.

• Compatibilidade com mono‑materiais recicláveis e laminados à base de papel, ao mesmo tempo em que preserva a aparência da embalagem.

• Menor consumo de energia e redução da pegada de CO₂, sem comprometer a aparência e a textura.

Selando o Futuro com Confiança

A selagem ultrassônica é mais do que uma atualização tecnológica; é um movimento estratégico em direção à eficiência, sustentabilidade e qualidade superior do produto. Ao reduzir desperdícios, cortar o consumo de energia e permitir o uso de mono‑materiais recicláveis, essa solução ajuda as marcas a atingir metas operacionais e ambientais sem comprometer a velocidade ou a estética.

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