De quoi s'agit-il

Conditionner la poudre dans un emballage pratique pour le client est une étape clé du procédé. La poudre doit être amenée dans des conditions optimales vers une machine de remplissage afin d'être conditionnée, généralement soit en petits sachets (vente au détail), en sacs ou en Big Bags pour les livraisons à d'autres industries.

Les machines de remplissage sont des équipements assez complexes qui peuvent également être sensibles aux petites variations des propriétés de la poudre, en particulier lors du remplissage de petits sachets ou sticks.

1. Types de remplisseuses

En ce qui concerne les petits conditionnements, principalement pour les industries de la vente au détail, on trouve 2 types principaux de machines de remplissage :

• Machines de formage-remplissage-scellage vertical (VFFS)
• Machines de formage-remplissage-scellage horizontal (HFFS)

D'autres types de machines existent pour les conditionnements plus volumineux, tels que les sacs ou les Big Bags.

2. Interface procédé / remplisseuses

Les remplisseuses ne gèrent pas bien les démarrages et arrêts fréquents ; la tâche principale du procédé alimentant les remplisseuses consiste à garantir qu'elles disposent toujours de produit pour fonctionner. Le procédé doit être conçu de manière à ce que le goulot d'étranglement soit la remplisseuse, et non une étape antérieure. Les remplisseuses doivent être placées sous un tampon (buffer) garantissant une disponibilité constante de poudre. Le procédé doit être conçu de sorte que le tampon ne se vide jamais. Si le procédé est continu, le tampon doit être dimensionné pour absorber les perturbations (à estimer lors de la conception) ; s'il fonctionne par lots (gâchées), le tampon doit être suffisamment grand pour ne pas se vider entre la livraison du lot *n* et du lot *n+1*.

Remplisseuses de sacs et Big Bags

Pour les remplisseuses de Big Bags ou de sacs, cet aspect est moins critique ; l'objectif est en réalité de remplir le sac le plus rapidement possible. Cela est souvent réalisé simplement par gravité ou avec un équipement de dosage très rapide. L'essentiel est de ne pas ralentir le remplissage du sac et, surtout, de réussir à éliminer l'air occlus lorsque la poudre est déversée. Un filtre doit alors être installé sur la tête de remplissage, suffisamment dimensionné pour évacuer l'air et éviter tout reflux d'air vers le procédé, ce qui pourrait réduire le débit de matière.

Les machines de remplissage peuvent être équipées des fonctionnalités suivantes :

• Convoyeurs pour amener et évacuer les sacs
• Ventilateur de gonflage pour former le sac avant remplissage
• Système de serrage, filtre et ventilateur pour un remplissage sans émission de poussière
•  Cellules de charge pour mesurer le poids du sac
• Table vibrante pour compacter le sac et augmenter la quantité de poudre

Il est également possible de gazer les sacs / Big Bags si l'emballage est conçu à cet effet.

Remplisseuses de petits conditionnements (sachets...)

Ces remplisseuses sont très différentes de celles pour sacs ou Big Bags. L'alimentation en poudre est ici d'une importance primordiale, car toute perturbation peut entraîner des pertes ou des arrêts. Ces remplisseuses sont généralement équipées d'une petite trémie assurant un approvisionnement quasi constant en poudre, en maintenant un niveau variant légèrement entre deux seuils définis. Le procédé en amont doit être conçu pour alimenter délicatement cette trémie dès qu'elle en a besoin, sans la surcharger. Il est donc essentiel de doser la poudre fournie. Les systèmes typiques pour alimenter la remplisseuse sont : convoyeurs à vis, vannes rotatives ou vannes vibrantes. Le système le plus simple consiste à fournir la poudre de manière approximative selon un mode tout-ou-rien (généralement réalisé par une vanne papillon).

Dosage de la poudre de manière délicate suppose que celle-ci soit disponible au-dessus de l'équipement de dosage : le tampon situé au-dessus doit être conçu de manière à ce qu'il y ait toujours au moins un niveau minimum de produit à l'intérieur. Les caractéristiques clés de conception seront les suivantes :

• Le temps d'interruption de l'alimentation en poudre du tampon doit être estimé afin de calculer le volume de celui-ci
• Un tampon à sortie unique est préférable pour éviter les effets de ségrégation (pour les poudres sensibles)
• Le diamètre de sortie et l'angle du cône doivent être déterminés en fonction du produit traité

3. Interaction produit / remplisseuses

La densité apparente du produit à remplir est un paramètre important pour la conception du procédé de remplissage. En effet, un principe de base, mais souvent difficile à maîtriser, est que la poudre doit s'adapter à l'emballage prévu. La densité apparente doit être prise en compte ; si la remplisseuse est équipée d'un vibreur, la densité après vibration peut se rapprocher de la densité tassée.

La quantité de fines dans le produit est un autre élément clé à évaluer. Outre le fait que la zone de traitement peut être salie si la poussière n'est pas correctement maîtrisée (voir la page ATEX), les dépôts de fines sur le matériau d'emballage peuvent avoir un effet très perturbateur sur l'étanchéité. Les produits poussiéreux peuvent provoquer des problèmes de scellage, ce qui, en retour, réduira l'efficacité de la ligne. Si cela pose problème, les fines doivent être aspirées et filtrées.