Vous devez savoir sur les machines d'emballage verticales

La machine VFFS (Vertical Form Fill Seal) est, par essence, une machine hautement automatisée. Elle fabrique les sachets plastiques à partir d'un rouleau de film plat, les remplit de haut en bas et les ferme. Très appréciées pour leur efficacité et leur capacité à traiter divers types de matériaux, ces machines ont été inventées et brevetées par Walter Zwoyer en 1936. Il a développé cette technologie au sein de la société Henry Heide Candy Company.

L'un des principaux atouts de cette machine est son orientation verticale. Au lieu de déplacer le produit latéralement, elle utilise la gravité pour remplir les sacs de produits granulaires, liquides ou en poudre. Une machine d'emballage verticale moderne peut gérer l'intégralité du cycle de vie de l'emballage :

• Tirage de film
• Formation de sacs
• Impression de la date
• Scellage

Grâce à leur faible encombrement, les machines VFFS sont devenues très populaires dans le secteur industriel. Un fabricant peut conditionner un volume important de produits même sur une surface réduite. Cet article vous permettra d'explorer la technologie VFFS et de déterminer si elle correspond à vos besoins en matière d'emballage.

Technologie de base : Comment fonctionnent les machines VFFS

◆ Du film plastique au sac fini

• Manutention : Un rouleau de film est chargé sur la broche. Le film se déplace lentement dans la machine sur des courroies entraînées par des moteurs. Les rouleaux guident le plastique tout en assurant son alignement grâce à des systèmes de contrôle de position des bords (EPC).
• Mise en forme et création de la soudure : Une fois le plastique aligné, il passe sur un épaulement de formage. Ce guide force le plastique plat à s’enrouler autour d’un tube cylindrique conique. Le procédé transforme ainsi une feuille plate en un tube creux. Ensuite, de la chaleur est appliquée à l’aide d’une barre de thermoscellage pour faire fondre et fermer le tube afin de former un sachet.
• Fermeture, découpe et séparation : lorsque le produit est introduit verticalement dans le sachet, celui-ci est fermé par des mâchoires horizontales. Dès la fermeture des mâchoires, la lame découpe horizontalement les scellés pour former deux nouveaux scellés.
• Contrôle centralisé : Toutes les séquences et leur synchronisation sont contrôlées à l'aide d'un automate programmable (PLC) et de systèmes servo.

◆ Systèmes de dosage et de remplissage de précision

Pour garantir un pesage précis du produit avant son conditionnement, la méthode de référence consiste à utiliser des peseuses multi-têtes. Celles-ci combinent différents poids pour déterminer la quantité exacte à déposer dans le sachet. Elles offrent une précision de pesage de ±0,5 à 1,5 gramme . Si le produit est facile à manipuler, les godets standardisés et les doseuses volumétriques sont privilégiés pour leur simplicité de conception.

Le mode de traitement du matériau par la machine dépend de sa nature. Pour les poudres fines ou pulvérulentes, le système de remplissage par vis sans fin à vis rotative est idéal. Pour les liquides, on privilégie les pompes à piston ou rotatives avec buses anti-goutte. Enfin, pour les produits fragiles, les systèmes d'alimentation délicate, associés à des doseurs à bande en polyuréthane, garantissent un transport fluide du matériau.

Diversité des styles et des matériaux des pochettes

✔ Configurations de sacs populaires

• Sachets coussins : un emballage courant et populaire, fermé sur trois côtés. Son format simple est idéal pour les en-cas et les produits surgelés.
• Sacs à soufflets : Pour permettre à ces sacs de tenir debout, les fabricants peuvent les créer avec un espace intérieur plus important grâce à ces machines.
• Sacs Quad Seal (Quadro) : Pour une fermeture optimale sur 4 côtés et un aspect haut de gamme.
• Sachets et sticks : formats individuels pour le sucre, le café ou les condiments. Ils sont produits à l’aide de machines multivoies.

✔ Compatibilité des matériaux et couches barrières

Pour préserver la fraîcheur du produit, la plupart des machines d'emballage vertical utilisent des films laminés. Ces films sont plus performants qu'une simple feuille de plastique. Les films multicouches complexes, comme les combinaisons PET/PE ou aluminium/PE, renforcent la durabilité du matériau en le protégeant totalement de l'humidité et de l'oxygène. Ils sont particulièrement appréciés pour les produits pharmaceutiques. Selon le niveau de protection requis, l'épaisseur du film peut varier de 50 à 150 microns.

✔ Options respectueuses de l'environnement

La plupart des fabricants adoptent des pratiques plus écologiques, conformes aux réglementations environnementales strictes telles que le règlement européen PPWR. Cela nécessite des machines d'emballage verticales modernes capables de traiter des matériaux écologiques, notamment les matériaux compostables et les emballages composés d'un seul matériau.

✔ Matériau du produit poussiéreux et scellage

Lors de la manipulation de produits en poudre comme la farine et les épices, des charges statiques peuvent s'accumuler. La poudre en suspension dans l'air peut alors se déposer sur la surface. L'utilisation d'outils électriques spécifiques, appelés éliminateurs d'électricité statique, est essentielle pour maintenir la zone de fusion propre lors du scellage. Dans certains cas, des mécanismes de scellage par ultrasons sont utilisés avec les systèmes VFFS, permettant de sceller l'emballage même en présence de légères contaminations dans la zone de scellage.

Principaux avantages des lignes de production modernes

▶ Efficacité et vitesse opérationnelle

Une machine d'emballage verticale de type formage, remplissage et scellage peut produire de 35 à 80 sachets par minute, et jusqu'à 200 sachets par minute pour les petits emballages, selon les modèles à grande vitesse. Ces cadences de production élevées exigent un mouvement continu, sans interruption. Cela permet d'éviter l'accumulation de poussière sur le film et garantit également des cadences de production élevées.

▶ Contrôle de la qualité du travail et des produits

Une machine équipée d'un automate programmable peut mémoriser jusqu'à 100 recettes différentes, facilement modifiables par les opérateurs via l'interface homme-machine. Malgré sa rapidité de fonctionnement, la présence d'un seul opérateur suffit pour superviser le processus. Pour les produits alimentaires soumis à un contrôle qualité rigoureux sur plusieurs mois, la machine intègre un système de purge à l'azote plutôt qu'à l'air, permettant ainsi de préserver plus longtemps les qualités organoleptiques des aliments.

▶ Réduction des coûts directs et des déchets

Le principal atout d'une machine d'emballage verticale haut de gamme réside dans la réduction des coûts. Elle y parvient en étant capable de traiter des rouleaux de film de grande dimension. En général, la fabrication de sachets est bien moins onéreuse que l'achat de sachets préfabriqués pour le remplissage. Le film coûte au moins 20 % moins cher. De plus, la machine garantit une découpe du plastique au millimètre près afin de minimiser le gaspillage de matériau d'emballage.

Le système de pesage multi-têtes VFFS est particulièrement efficace pour réduire les pertes de produit et le surremplissage. Il permet de réduire le surremplissage jusqu'à 15 %, ce qui augmente la marge bénéficiaire sur chaque sachet vendu.

▶ Valeur d'investissement à long terme

Une machine d'emballage verticale de type formage, remplissage et scellage nécessite un investissement initial, mais une conception adaptée garantit une durée de vie plus longue et une meilleure rentabilité. Grâce à sa conception verticale, elle requiert un espace au sol réduit, ce qui la rend plus avantageuse que les machines horizontales. Les propriétaires d'usines bénéficient ainsi de coûts de production au mètre carré inférieurs.

L'automatisation complète permet de réduire la main-d'œuvre et les besoins en matières premières. La plupart des procédés industriels de transformation alimentaire amortissent leur investissement initial en 12 à 24 mois. Ensuite, avec un programme d'entretien adapté, ces machines peuvent durer jusqu'à 20 ans.

Choisir et entretenir votre machine

Pour choisir la machine adaptée à votre entreprise, vous devez vous assurer qu'elle corresponde parfaitement à vos besoins. Voici un aperçu rapide :

• Volume de production : Assurez-vous que la machine corresponde à vos besoins de production. Les machines en phase de démarrage nécessitent environ 40 sachets par minute, tandis que les besoins à l’échelle industrielle dépassent les 100 sachets par minute.
• Flux de production : Vos produits sont-ils des céréales, des fruits secs ou des confiseries ? Classez-les en produits à écoulement libre et produits collants. Analysez les caractéristiques de la machine pour leur traitement.
• Changement sans outil : Choisissez des équipements que les opérateurs peuvent manipuler facilement sans outils. Il peut s’agir, par exemple, du remplacement des tubes de formage ou des rouleaux de film.

En ce qui concerne la maintenance de la machine, établissez un planning approprié et utilisez des technologies intelligentes pour effectuer la maintenance préventive.

• Entretien quotidien : Nettoyer et lubrifier régulièrement la machine.
• Surveillance via IHM : Utilisez un automate programmable pour surveiller les paramètres en temps réel et éviter le gaspillage.
• Pièces de rechange : Conserver un minimum de pièces à forte usure telles que les lames et les éléments chauffants.
• Maintenance prédictive : Adopter une approche proactive pour remplacer les pièces avant la panne.
• Capteurs pour l'IA : Utilisez des capteurs haut de gamme et l'IA pour détecter les pannes avant qu'elles ne surviennent.

Tableau comparatif : Systèmes de dosage pour VFFS

Conclusion

Les machines d'emballage vertical en sachets (VFFS) sont essentielles aux usines modernes soucieuses d'efficacité. Elles permettent un fonctionnement à grande vitesse avec un minimum de pertes de produit. Grâce à un équipement fiable, elles peuvent conditionner poudres, liquides, en-cas délicats ou fruits secs collants. Ces machines garantissent un fonctionnement extrêmement fiable, indispensable à la croissance et à la compétitivité des entreprises sur un marché concurrentiel.

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• SW-P360: Traite les particules fines
• SW-T520: Système d'ensachage à quatre soudures de qualité supérieure

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FAQ

1. Une machine VFFS peut-elle traiter des sacs de largeurs différentes ?

Les machines d'emballage VFFS peuvent traiter des sachets de différentes largeurs, moyennant une légère modification. Le tube de formage devra être remplacé car il détermine la largeur du sachet. La longueur du sachet devra ensuite être saisie dans le logiciel de l'automate programmable.

2. Quelle est la différence entre un joint à recouvrement et un joint à ailettes ?

Le scellage par recouvrement consiste à enrouler une feuille de plastique en tube, un bord reposant à plat sur l'autre. Cette méthode utilise moins de matière. Le scellage par ailettes, quant à lui, consiste à pincer les deux bords du plastique pour qu'ils dépassent de l'emballage, à la manière d'une nageoire de poisson. Il utilise davantage de matière, mais est idéal pour les films barrières protégeant de la chaleur, de l'humidité et de l'oxygène.

3. Comment le rinçage au gaz améliore-t-il la durée de conservation des collations ?

Lors du rinçage à l'air, les aliments entrent en contact avec l'oxygène et commencent à s'oxyder, ce qui modifie leurs caractéristiques. Cela crée un environnement propice à la prolifération microbienne. L'azote, en revanche, est inerte, ce qui empêche ce phénomène et permet de conserver plus longtemps la fraîcheur de produits comme les noix et les chips.