Une machine de remplissage et de scellage de sachets préformés peut-elle traiter des matières granulaires et liquides ?

Les produits granulaires, tels que les épices, les mélanges pour aliments pour animaux de compagnie et les poudres protéinées, présentent des comportements différents selon la taille et le poids des granules individuels, ainsi que selon qu’ils deviennent ou non chargés électrostatiquement. Par exemple, une poudre fine peut se comporter comme un liquide et provoquer un remplissage incohérent des récipients. En revanche, des granules plus grossiers peuvent provoquer un bouchon dans une trémie de stockage et empêcher l’écoulement libre du produit. Pour résoudre ces problèmes, les fabricants utilisent souvent des systèmes à vis sans fin ou des doseurs volumétriques dotés de dispositifs anti-arc. Pour certains produits, la maîtrise de l’humidité peut également constituer un enjeu. Le remplissage et le conditionnement des liquides dépendent également de leur viscosité. Ainsi, les liquides très fluides, comme les huiles, sont idéalement remplis à l’aide de systèmes à alimentation par gravité équipés de buses spéciales anti-goutte. En revanche, les doseurs destinés aux sauces et aux produits gélifiés doivent être des doseurs à piston, permettant un remplissage contrôlé et une exposition réduite à l’air.

Nous souhaitons un remplisseur de sachets préfabriqué qui intègre ces divers composants de manière plus efficace que leur simple fixation à une machine basique. Il doit être possible de concevoir le système dès le départ autour de composants entièrement intégrés. Pour les produits chimiques très agressifs et autres substances corrosives, certains composants doivent présenter une résistance à l’usure. Dans le cas d’équipements traitant des poudres et générant beaucoup de poussière, il est justifié de prévoir des trémies de transfert étanches et des surfaces antistatiques afin de maîtriser la poussière.

Titre : Risques de contamination croisée dans les environnements de production mixte : pourquoi la gestion des résidus est essentielle

Avec une étendue croissante de services, les fabricants doivent également gérer les risques associés aux modifications répétées entre produits liquides et poudreux. Les accumulations résiduelles de poudre situées au-dessus des distributeurs de liquide ont tendance à obstruer ces derniers, tandis que les huiles résiduelles provenant de lots antérieurs de produits liquides favorisent un phénomène de collecte de poussière lorsque le procédé passe au traitement à sec. Les installations doivent également respecter plus rigoureusement leurs contraintes réglementaires de la FDA. Des audits montrent que, l’année dernière, jusqu’à 32 % de tous les rappels d’emballages étaient dus à une contamination croisée allergène causée par des changements d’équipement. Pour atténuer les défis liés à la contamination croisée dans le cadre de plusieurs flux de produits, les fabricants devraient s’efforcer d’intégrer les trois approches suivantes :

Conception de composants modulaires permettant un remplacement rapide des têtes de remplissage et des trajets des produits scellés

Cycles de purge automatisés utilisant de l’air comprimé ou des solvants alimentaires pour éliminer les contaminants résiduels

Conceptions favorisant une construction hygiénique, notamment en acier inoxydable présentant une rugosité Ra inférieure à 0,8 µm, conformément aux exigences de propreté de la réglementation CFR 117.130

Jusqu’à 40 % des opérations de nettoyage nécessaires pour se conformer à la réglementation peuvent être éliminées grâce aux approches mentionnées ci-dessus.

Remplissage par vis sans fin et technologie volumétrique pour produits secs granulaires – épices – aliments pour animaux de compagnie – compléments alimentaires

Une vis sans fin fonctionne en déplaçant la poudre à l’aide d’un système à vis et assure une précision protéique de 1 %. Cela est idéal pour maîtriser les poussières et garantir une régularité des doses. Pour les produits qui ne s’écoulent pas facilement, les doseuses volumétriques à cuillère constituent une excellente alternative. Ces doseuses volumétriques à cuillère conviennent aux aliments pour animaux, aux croquettes et aux granulés enrobés, et délivrent des volumes constants sans écrasement. Les deux types d’équipements intègrent des fonctionnalités permettant de résoudre des problèmes courants, tels que l’adhérence du produit, l’électricité statique et le débordement dans les trémies, phénomènes fréquents lors de cycles de production rapides. L’intégration de ces fonctions dans un seul système permet de passer d’une ligne à l’autre sans accroc, tout en respectant toujours les exigences strictes de la FDA.

Fonctionnement des doseuses à piston, péristaltiques et par gravité pour liquides, sauces et gels

Pour le remplissage de récipients contenant des vinaigrettes, des gels pharmaceutiques, etc., les remplisseuses à piston utilisent une technique appelée « déplacement positif », qui permet de remplir les récipients sans emprisonner d’air et d’éviter ainsi les problèmes d’oxydation, remplissage après remplissage. Les pompes péristaltiques sont particulièrement adaptées au remplissage de récipients contenant des produits sensibles aux manipulations brutales. Elles conviennent parfaitement aux gels cosmétiques, aux suspensions probiotiques et à d’autres produits, car la seule partie du procédé en contact avec le produit est le tube. Pour le remplissage de récipients contenant des produits liquides tels que les jus ou les huiles de cuisson, les remplisseuses par gravité constituent la meilleure solution. Elles permettent de laisser ces produits s’écouler naturellement dans les récipients à une cadence supérieure à 40 fois par minute et conviennent donc très bien aux produits liquides. En fin de série de production, la plupart des modèles sont équipés de buses et de plateaux amovibles, ce qui accélère nettement le nettoyage après la production. L’élimination des résidus d’étanchéité pour les produits pré-lotis afin de pouvoir utiliser le même équipement de remplissage est une pratique identique chez tous les fabricants de machines de remplissage liquide et reste la même quel que soit le procédé utilisé. Les équipements plus anciens, dont les zones accessibles au nettoyage sont limitées et qui nécessitent des procédés de nettoyage plus complexes, sont progressivement remplacés par des équipements plus récents dotés de systèmes de nettoyage plus sophistiqués, afin de simplifier les opérations de nettoyage entre lots.

Fiabilité des joints d'étanchéité selon les types de matériaux : prévention des fuites, de la pénétration de poussière et de la défaillance des joints

Joints d'étanchéité résistant à la chaleur et aux contenus sensibles à l'humidité, à l'huile ou à la poussière

La résistance du soudage thermique dépend du matériau utilisé. Prenons l'exemple des poudres hygroscopiques, comme celles contenues dans les compléments vitaminés : elles nécessitent des températures spécifiques pour être correctement scellées. Des températures trop basses produisent des soudures faibles, incapables de maintenir l'étanchéité, tandis que des températures trop élevées peuvent endommager les barrières protectrices et/ou provoquer un rétrécissement trop rapide du film protecteur. Les produits huileux sont généralement scellés à l'aide de barres de soudage revêtues d'un matériau antiadhésif. À défaut, la formation de résidus réduit progressivement l'adhérence, ce qui affaiblit le joint. La poussière constitue également un enjeu majeur pour l'étanchéité : elle peut s'infiltrer dans les micro-espaces des mâchoires de soudage ; une fois le conditionnement scellé, de l'air peut pénétrer dans la cavité, introduisant de l'oxygène, ce qui favorise l'oxydation et la prolifération microbienne.

Les machines modernes pour sachets préfabriqués intègrent tous ces facteurs grâce à des cycles automatisés de nettoyage des mâchoires, à des mâchoires de scellage doubles régulées en pression et à une surveillance thermique en temps réel. Dans les environnements réglementés par la FDA, l’obtention d’un taux de fuites inférieur à un pour cent repose sur trois directives strictes :

- Ajustements du profil thermique spécifiques au matériau, réalisés à l’aide de capteurs thermiques.

- Inspection visuelle de chaque soudures afin de vérifier leur continuité et leur uniformité.

- Essais destructifs aléatoires conformément aux normes ASTM F88 et F1140.

Lorsque cette méthode est optimisée, les défaillances de soudure sont réduites jusqu’à 95 %, même avec des matériaux de remplissage visqueux ou poussiéreux. Cette méthode permet de justifier les durées de conservation et de prévenir les rappels dans les applications alimentaires, pharmaceutiques et nutraceutiques.

Preuves issues de la pratique clinique : fonctionnalité à double mode des machines de remplissage et de scellage de sachets préfabriqués dans des installations conformes à la FDA

Étude de cas : lignes d’emballage de boissons et de sauces comparées à celles destinées aux poudres (audit 2023)

Trois audits réalisés en 2023 dans des installations conformes à la FDA ont évalué l’efficacité des meilleures machines préfabriquées de remplissage et de scellage à double mode lors de cycles de production réels. L’une de ces machines, le remplisseur à piston, a enregistré une précision de 99,2 % et zéro défaillance de scellage au cours de 120 heures de fonctionnement continu. Cette machine a également démontré une précision de 100 % et une stabilité du poids de ±0,5 % lors du remplissage de compléments alimentaires en poudre, même lorsque cette poudre contenait des particules fines (< 500 µm). Par ailleurs, ce qui distinguait cette machine des autres était sa rapidité de changement de produit : elle passait du remplissage de poudres légères à celui de liquides denses en moins de 30 minutes, avec moins de 0,01 % de résidus de produit. Cette performance répondait aisément aux exigences réglementaires de la FDA et s’expliquait par le cycle de nettoyage automatique, la compatibilité totale avec les systèmes CIP (Cleaning-in-Place), ainsi que par un système intégré de contrôle des poussières et des décharges électrostatiques permettant de limiter la filtration des poudres.

Questions fréquemment posées

Quels sont les problèmes couramment rencontrés lors du remplissage et du scellage de produits granulaires ?
Les produits granulaires présentent des problèmes tels qu’un remplissage inégal dû aux variations de taille des particules et à l’agglomération dans les silos de stockage. Pour maintenir leur écoulabilité, il est nécessaire de contrôler l’humidité et l’électricité statique.
Quelles sont les différences entre les systèmes utilisés pour le remplissage de liquides et ceux utilisés pour le remplissage de matériaux granulaires ?
Le remplissage de liquides nécessite des systèmes spécialisés adaptés à la viscosité du fluide à conditionner. Par exemple, les systèmes à alimentation par gravité conviennent aux liquides peu visqueux, tandis que des doseurs à piston sont requis pour les liquides visqueux afin d’assurer un contrôle précis du volume rempli et de minimiser l’exposition du produit à l’atmosphère.
Pourquoi la contamination croisée des produits constitue-t-elle un enjeu majeur dans un environnement de production double-produit ?
La contamination croisée est une préoccupation, car le passage du conditionnement de poudres à celui de liquides, ou inversement, peut entraîner la contamination des lots suivants par un mélange involontaire d’allergènes. Les risques de contamination sont réduits grâce à une conception modulaire, à des cycles de purge et à une conception sanitaire.
Quelles techniques les machines de remplissage de sachets préformés utilisent-elles pour éviter les défauts de remplissage ?
Les machines de remplissage de sachets préformés utilisent des profils thermiques adaptés au type de matériau à sceller, des systèmes d’inspection et corrigent en temps réel les défauts de remplissage afin d’atteindre un taux de fuites inférieur à 1 %. Cela justifie l’affirmation concernant la durée de conservation et réduit le risque de rappels.