Des buses de remplissage compactes : une utilisation optimale de l'espace de production

Comment remplir efficacement des fluides et des suspensions en dépit d’un espace limité ?

Combiné un espace de production restreint, dû à des formats très rapprochés pour des emballages de petite taille, à un rendement élevé : à quoi pourrait ressembler la solution de dosage idéale dans ce cas ? Les buses de remplissage compactes, qui sont installées sous forme de batteries, de blocs de buses ou en lignes multiples dans de grands systèmes de remplissage, sont un élément important sur la voie des process les plus efficaces pour une solution optimale. Elles peuvent être utilisées pour remplir rapidement et précisément des produits alimentaires, des cosmétiques, des biens de consommation tels que des détergents, ou même des produits dans des secteurs réglementés par les GMP tels que la technologie médicale, les diagnostics et les produits pharmaceutiques.

Dans le secteur de l'emballage, l'utilisation performante des machines est plus importante que jamais. Une importance particulière est donc accordée aux dimensions les plus petites possibles des composants de dosage afin d'utiliser de manière optimale le rapport entre la quantité produite et l'espace de production. En général, cependant, une grande quantité de produit est synonyme de grands systèmes de dosage et, à l'inverse, une petite quantité de produit est synonyme d'équipement compact. Le défi consiste donc à combiner de petits systèmes de dosage avec les exigences les plus élevées en matière de vitesse et de temps de cycle - dans un espace de production réduit. Grâce aux buses de remplissage compactes, cet espace disponible peut être utilisé de manière optimale.

Les avantages des buses de remplissage compactes :

- Une buse de remplissage individuelle sur mesure (spécifique au produit).

- Une conception sans espace mort - permet d'obtenir de meilleurs résultats lors du nettoyage (CIP).

- Le principe d'étanchéité garantit un remplissage sans égouttement.

Les buses pour les applications de remplissage ViscoTec

Les buses de remplissage ViscoTec sont fabriquées en acier inoxydable 1.4404 pour les zones en contact avec le produit. Leurs surfaces ont une rugosité RA <0,8 µm, polies par électrolyse - adaptées aux applications hygiéniques. Et elles peuvent être stérilisés jusqu'à 135 °C. Les buses de remplissage conformes aux normes FDA sont hermétiquement fermées dans la chambre du produit et exempts d'espace mort. Elles sont faciles à nettoyer car elles fonctionnent complètement à vide. Les buses sont montées rapidement et facilement à l'aide de raccords TriClamp.

Associées aux pompes de dosage éprouvées de ViscoTec, les buses de remplissage constituent un système parfaitement coordonné. L'utilisation de commandes performantes permettant des cycles de commutation rapides permet de réaliser des temps de dosage nets inférieurs à 300 millisecondes. Les avantages du principe du piston sans fin de ViscoTec sont également très utiles pour le remplissage à des cadences élevées : les pompes fonctionnent avec de faibles pulsations, à une pression constante - sans pics de pression - et le débit est réglable en continu. Elles sont donc parfaites pour assurer une alimentation en produit à pression contrôlée vers les buses. Vous pouvez voir ici la video : https://www.youtube.com/watch?v=hRhB_qC9gpU

Des systèmes autorégulateurs pour une fiabilité maximale des process

Le contrôle individualisé des buses permet de calibrer facilement les différentes lignes de dosage via l'interface utilisateur (HMI). Combiné à d'autres accessoires, il peut être conçu comme un système autorégulant si nécessaire. Il est ainsi possible de réagir en direct à l'homogénéité du produit et aux fluctuations de température. Cela permet d'améliorer considérablement l'assurance qualité. L'effort pour le contrôle de la qualité (par exemple dans la pesée individuelle) est réduit parce que : les unités d'emballage à contrôler sont généralement retirées du processus en cours ou déchargées automatiquement. Dans le pire des cas, la ligne doit être arrêtée pour cela. Les échantillons sont ensuite pesés manuellement. S'il y a un écart par rapport au poids cible défini, tous les produits fabriqués depuis la dernière mesure doivent être pesés à nouveau ou rejetés. Ce risque est évité grâce à un système autorégulateur !

Exemples d'application dans les secteurs des biens de consommation et de l'alimentation

Qu'il s'agisse de remplir des marinades pour la viande, des produits à base de poisson, des dosettes de détergent ou des tablettes pour lave-vaisselle : les buses de remplissage sont impressionnantes, avec des résultats de dosage sans égouttement et une quantité de dosage réglable en continu. Les produits à doser sont remplis uniformément et avec une précision répétable.

Une conception individuelle du système de dosage signifie : le système est adapté au produit à remplir et s'adapte à l'espace de travail disponible au-dessus de l'emballage. Selon l'application, il peut être judicieux de combiner des buses de remplissage avec des pompes à vis excentrique, par exemple, ou une seule des deux technologies. Il s'agit d'analyser les conditions respectives et de concevoir le processus de manière optimale. Si nécessaire, il est également possible d'adapter le système aux machines de thermoformage existantes. Grâce à sa conception modulaire, le système de dosage peut être installé de manière permanente ou conçu comme une unité auxiliaire. De plus, il est possible de choisir entre une unité de commande de dosage autonome avec un simple échange de signaux ou une intégration dans des systèmes de commande existants.

Dans le cas d'une combinaison des deux technologies, il y a deux avantages, par exemple, dans le dosage des tablettes pour lave-vaisselle : d'une part, des suspensions particulièrement abrasives peuvent être dosées. Cela est possible grâce à un bypass intégré à la pompe de dosage. Dans ce bypass, le produit peut être maintenu en mouvement pendant le processus de dosage, ainsi que lorsque le système est à l'arrêt. Cela évite la sédimentation des charges dans l'alimentation de la pompe. D'autre part, la combinaison de la technologie actuelle de la pompe (principe rotor/stator) avec l'utilisation de matériaux performants permet d'obtenir des temps de dosage courts avec une longue durée de vie des pièces d'usure. Un autre avantage : les pompes et les doseurs ViscoTec Hygienic peuvent être entièrement nettoyés pendant le processus de dosage, sans démontage (CIP). Le rinçage automatique est particulièrement avantageux, par exemple, lors du changement de couleur du produit à doser. Il permet de gagner du temps car les temps d'arrêt sont fortement réduits.

Exemple de combinaison de buses de remplissage avec une pompe de dosage Hygienic

L'interaction précise des composants de dosage ViscoTec est visible dans le graphique suivant. Il montre le dosage d’un détergent de viscosité moyenne (environ 1530 mPas à 20 °C). La quantité à doser est de 2,5 g. Le nombre de cycles est de 100 par minute. Les déviations maximales sont de +0,7 % et -0,6 % sur tous les points de dosage.

Le tout issu d'une seule et même source : des stations de dosage complètes

Si nécessaire, des stations de dosage complètes, comprenant des doseurs et une unité de contrôle du dosage, peuvent être conçues. Des tests approfondis sont effectués au préalable afin de sélectionner la meilleure technologie possible pour l'application en question. Au final, le client reçoit une solution complète, adaptée de manière optimale à ses besoins : avec l’alimentation, la préparation et le remplissage.

Une conception flexible et individuelle des stations de remplissage multiples est également possible. Par exemple, les doseurs VHD sont utilisés pour le remplissage de produits très visqueux, en morceaux pour la gamme de 0,1 à 20 ml. Pour des quantités plus importantes de 20 à 200 ml, la vipura-PUMP est mieux adaptée. Les deux pompes de dosage sont absolument précises et rapides. Pour le traitement de produits à faible viscosité, le système de dosage peut être combiné avec des buses de remplissage multiples verrouillables. La pression d'entrée et le débit volumique peuvent alors être contrôlés avec précision par les pompes d'alimentation. La règle suivante s'applique toujours : un concept peu encombrant et un bon rapport coût-efficacité sont les principaux objectifs lors de la planification.

Le chemin vers la solution de remplissage parfaite pour votre propre projet

Le développement de la bonne solution de remplissage commence généralement par un calcul théorique : vos temps de cycle spécifiques souhaités sont convertis en paramètres de dosage réels et testés avec la viscosité connue du produit à doser. En fonction de l'emballage ou même du diamètre minimal requis de l'aiguille de dosage, certaines pressions de dosage doivent être gérées.

La phase de conception initiale est suivie de la phase d'essai - généralement sur des machines de laboratoire. La fin de cette phase est atteinte dès que l'on s'est assuré que tout fonctionnera sans problème par la suite dans le processus de production.