Évaluer l’échelle de production et le niveau d’automatisation
Différences entre les équipements semi-automatiques et entièrement automatiques de remplissage et de bouchonnage pour sachets à bec verseur
Lors de l'évaluation des machines semi-automatiques et entièrement automatiques, il convient de déterminer le volume de production nécessaire. Les machines semi-automatiques produisent environ 10 à 20 sachets par minute, ce qui est suffisant pour les nouvelles entreprises ainsi que pour les entreprises commercialisant des produits de niche à faible volume. Ces machines offrent également un contrôle manuel (via les doigts) des opérations de bouchonnage et de remplissage, permettant ainsi un meilleur contrôle du processus et réduisant la surveillance requise de la part de l'opérateur. Bien que le coût d’acquisition des machines semi-automatiques soit inférieur, les coûts liés à la main-d’œuvre et à la surveillance s’avèrent plus élevés. En revanche, les machines entièrement automatiques fonctionnent beaucoup plus rapidement, de 40 à 100 sachets par minute, grâce à une conception à mouvement continu. Elles permettent également de réduire jusqu’à 80 % le travail manuel. Si l’objectif de production est de fabriquer plus de 20 000 sachets, les machines entièrement automatiques offriront un meilleur retour sur investissement (ROI), malgré leur coût initial plus élevé. Si l’objectif de croissance de l’entreprise dépasse 15 %, une automatisation accrue sera également nécessaire, ce qui justifie les coûts plus élevés liés à une automatisation initiale plus poussée.
Intégration des lignes existantes : avec des remplisseuses, des convoyeurs et un système d'exécution de la fabrication (MES)
L'intégration transparente dépend de trois facteurs :
- Interfaçage mécanique : veillez à ce que les hauteurs et largeurs des convoyeurs soient compatibles avec vos sachets (tolérance de ±2 mm) et que les points de décharge des remplisseuses soient parfaitement alignés avec les positions des buses
- Intégration du système de contrôle : assurez-vous que les nouvelles machines et votre système d'exécution de la fabrication (MES) prennent en charge le suivi en temps réel de l'efficacité globale des équipements (OEE) à l'aide d'OPC-UA ou d'Ethernet/IP
- Acquisition des données : afin de respecter les exigences réglementaires de la FDA relatives aux dossiers électroniques (21 CFR Partie 11), nous devons capturer le poids de remplissage, le couple de vissage des bouchons, la température de scellage et d'autres paramètres clés avec un taux d'acquisition ≥99 %
Pour les essais d'acceptation en usine (FAT), utilisez vos sachets et produits réels, car les problèmes survenant après l'installation sont souvent liés à des incompatibilités dimensionnelles. Sélectionnez des fournisseurs proposant des conceptions modulaires flexibles permettant des ajustements à mesure que les besoins en débit augmentent, afin d'éviter toute reconfiguration de la ligne.
Évaluer les indicateurs clés de performance pour des résultats constants
Vitesse de remplissage et capacité : Adapter les cycles par minute (CPM) aux objectifs quotidiens de volume de sachets à bec verseur
Obtenir le nombre correct de cycles par minute (CPM) pour une machine de remplissage et de bouchonnage de sachets à bec verseur est essentiel pour l’aligner sur la production quotidienne. Si la machine est sous-dimensionnée, l’ensemble de la ligne devient un goulot d’étranglement et doit fonctionner à une vitesse réduite. Si elle est surdimensionnée, cela entraîne simplement un investissement initial élevé ainsi que des coûts de maintenance accrus. La meilleure approche consiste à prendre la demande quotidienne de sachets et à la diviser par le nombre d’heures de fonctionnement par jour. Ensuite, il convient de cibler des machines dont la cadence se situe entre 85 % et 90 % de cette valeur. Optimisez l’emballage afin de minimiser les interruptions au niveau du joint critique. Enfin, les rapports de maintenance provenant des usines d’emballage indiquent que les pannes d’équipement sont réduites pendant les périodes de pointe lorsque celles-ci fonctionnent dans ces limites.
Garantie de la durée de conservation grâce à l’intégrité du joint (taux de réussite de 99,8 %) et à la précision du remplissage (± 0,5 %).
Lorsque la précision du remplissage de l’entreprise est inférieure à ± 0,5 % et qu’elle ne répond pas aux exigences en matière de précision du remplissage, la conformité constitue une préoccupation majeure, tout comme la perte financière, notamment dans le cas de produits nutraceutiques ou pharmaceutiques. Si l’intégrité de la fermeture est inférieure à 99,8 %, le produit n’aura pas une longue durée de conservation. Une étude menée en 2023 sur l’emballage a révélé que les mauvaises fermetures étaient responsables de 23 % des cas de détérioration excessive. De nouvelles technologies de fermeture et de précision du remplissage luttent contre ce problème grâce à l’utilisation de débitmètres massiques pour les produits épais et de capteurs de couple de vissage sensibles à la pression. Ces technologies empêchent les fuites, réduisent l’oxydation et l’humidité, et permettent de maîtriser l’humidité. Pour les entreprises qui opèrent conformément aux lignes directrices de stabilité de la FDA, ces références | lignes directrices de la FDA | maîtrise directe de la qualité, ces références régissent la qualité des produits | etc. Ces références protègent la qualité du produit.
Vérifier la compatibilité entre le produit et le sachet selon tous les paramètres physiques et juridiques pertinents.
Lors du choix d'une machine de remplissage et de fermeture de sachets à bec verseur, la première considération doit être l'analyse de l'alignement physique et juridique afin d'éviter des pertes importantes. Des tolérances matérielles incompatibles et des certifications non conformes éliminent les risques de retours de produits et de manquements à la réglementation.
Sélection de la buse et de la pompe en fonction de la viscosité : les choix comprennent les pompes péristaltiques, les pompes à piston et les débitmètres massiques
Le niveau de viscosité détermine la technologie de remplissage optimale. Pour les produits liquides dont la viscosité est d’environ 1 à 50 centipoises, les pompes péristaltiques sont excellentes, car elles assurent un débit continu et régulier (sans aucun problème de pulsation), comme requis pour les boissons à base d’eau. Les pompes à piston sont privilégiées pour les produits visqueux tels que le miel et les sirops, dont la viscosité se situe approximativement entre 5 000 et 25 000 cP, car elles gèrent plus efficacement une résistance plus élevée. Pour les émulsions ou suspensions très visqueuses supérieures à 10 000 cP (où le cisaillement risquerait d’altérer la structure du produit), les débitmètres massiques à effet Coriolis s’avèrent excellents, car ils fournissent une mesure très précise (± 0,3 %) tout en préservant la structure du produit. Il a été rapporté que 42 % de tous les problèmes de remplissage sont liés à l’utilisation d’une pompe inadaptée au niveau de viscosité concerné. Afin de minimiser le risque de tels problèmes, de nombreuses entreprises ont commencé à réaliser des essais d’écoulement à échelle laboratoire durant la phase de recherche, ce qui leur permet d’identifier d’éventuelles incompatibilités entre viscosité et pompe avant de rencontrer des problèmes d’étanchéité et/ou des doses incohérentes au cours du processus de production.
Certification FDA/CE 1935, intégration CIP et conformité à l’acier inoxydable 316L selon la conception hygiénique
En ce qui concerne les industries de la transformation alimentaire et pharmaceutique, la sécurité exige des équipements propres, mais il s'agit également d'une bonne pratique. Il est courant dans le secteur d'utiliser de l'acier inoxydable 316L pour la construction des équipements, dont la finition de surface ne doit pas dépasser 0,8 micromètre Ra. En outre, les équipements ne doivent pas comporter de coins permettant l'accumulation de contaminants. Ces équipements doivent également permettre un système fiable de nettoyage en place (CIP), afin de faciliter leur entretien. L'absence de ces conditions présente des risques importants. Les machines non conformes peuvent être à l'origine de jusqu'à 28 % des rappels dans l'industrie pharmaceutique. Étonnamment, les machines en question ne disposent pas des certifications FDA 21 CFR Partie 117 ou Règlement (CE) n° 1935/2004, ce qui signifie qu'elles sont susceptibles de provoquer la contamination des médicaments. Pour une protection optimale contre les micro-organismes, les machines de fabrication doivent être équipées de becs verseurs bénéficiant d'une homologation indépendante de stérilisation à la vapeur en laboratoire. D'autres composants soudés
La plupart du temps, les machines de remplissage et de bouchonnage pour sachets à bec verseur sont capables de remplir et de boucher environ 10 à 20 sachets par minute.
Quand une entreprise devrait-elle envisager de passer à des machines entièrement automatiques ?
Les machines automatiques conviennent aux entreprises qui produisent actuellement plus de 20 000 sachets par jour ou qui prévoient une croissance annuelle supérieure à 15 %.
Quels facteurs doivent être pris en compte pour garantir une intégration fluide avec les lignes de production existantes ?
Une intégration transparente repose principalement sur la facilité d’interfaçage mécanique, la compatibilité des protocoles des systèmes de commande et le niveau de granularité des données pour le suivi des paramètres.
Pourquoi est-il essentiel que les pompes soient spécifiques à la viscosité ?
Le choix de la pompe adaptée en fonction de la viscosité est essentiel pour éviter les problèmes liés au remplissage, au scellage et à l’équilibre des doses de production.
Quelles sont les normes de conception hygiénique applicables aux machines de remplissage pour sachets à bec verseur ?
Les machines de remplissage pour sachets à bec doivent être construites en acier inoxydable 316L, doivent disposer de systèmes efficaces de nettoyage en place (CIP) et doivent être conformes aux normes FDA/CE afin de garantir des niveaux d’hygiène élevés.