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Dec 26, 2023

La technologie Tubular Form Fill Seal en plein essor

22 sept. 2016 Si vous recherchez une machine pour le remplissage de produits en vrac jusqu'à

22 septembre 2016

Si vous recherchez une machine pour remplir des produits en vrac jusqu'à 100 lb dans des sacs en plastique à gueule ouverte en polyéthylène basse densité (LDPE), les systèmes tubulaires actuels de remplissage et de scellage (FFS) peuvent offrir certains avantages distincts. Cet article examine certaines des raisons pour lesquelles la technologie FFS tubulaire en Europe devient rapidement presque la norme de facto dans de nombreuses industries, remplaçant à la fois les systèmes verticaux (VFFS) et conventionnels pour les sacs en plastique préfabriqués et peut-être étonnamment, même les sacs en papier. L'installation d'une ligne de remplissage de sacs automatisée pour l'emballage de produits en vrac jusqu'à une capacité de 100 lb peut être une entreprise coûteuse, même si vous faites le bon investissement. Mais si vous vous trompez, la bonne solution peut commencer à ressembler à une bonne affaire. Il existe un éventail ahurissant de fournisseurs et de machines parmi lesquels choisir, mais si vous avez besoin de remplir des sacs en polyéthylène basse densité (LDPE) en plastique à bouche ouverte, vous voudrez peut-être le réduire à un système de remplissage et de scellage de forme tubulaire. En Europe, la technologie tubulaire form fill seal (FFS) continue de gagner des parts de marché par rapport aux FFS verticaux (VFFS) et aux systèmes conventionnels où les sacs préfabriqués sont placés, remplis et scellés par des dispositifs séparés et discrets, parfois même fabriqués par différents fabricants. Au cours des dernières années, les développements à la fois dans la technologie des machines et dans la construction de films ont réussi à convertir les industries où les sacs en papier à parois multiples, à valve ou à bouche ouverte, étaient la méthode traditionnelle et préférée, aux avantages de l'emballage en LDPE. Alors, quel est exactement l'attrait de la solution FFS tubulaire pour le remplissage de sacs ?Systèmes FFS : vertical ou tubulaire Les machines de formage, remplissage et scellage sont la solution intégrée avec tout ce qui est fait dans un système compact. Le sac est coupé et formé à partir d'une bobine continue, puis rempli et scellé avant d'émerger sous forme d'emballage fini. À quelques exceptions près, les machines FFS se divisent en deux types génériques, la verticale ou VFFS, utilisant un film enroulé unique traversant verticalement la machine de haut en bas. Il s'agit du concept original, qui doit ses débuts au besoin de petits emballages de vente au détail à grande vitesse. Les fournisseurs de VFFS sont souvent les plus familiers avec ce secteur du marché de détail, mais certains proposent également des machines pour les emballages de taille industrielle plus importants. Étant donné que le VFFS utilise une seule feuille de film enroulée, pour fabriquer le sac, en plus des joints supérieur et inférieur, une couture longitudinale ou latérale est d'abord nécessaire pour construire un tube et si des goussets sont nécessaires, ils sont formés à l'intérieur de la machine. Les machines tubulaires, un type de système FFS horizontal, sont un développement ultérieur destiné en général à des tailles d'emballage plus grandes et à des applications industrielles plus robustes où elles offrent des avantages significatifs, notamment des vitesses plus élevées. La principale différence étant l'utilisation d'un film tubulaire, fabriqué avec ou sans soufflets, il n'y a donc pas de couture latérale longitudinale à réaliser et les opérations se déroulent horizontalement dans la machine où le formage, le remplissage et le scellage ont lieu simultanément sur différents sacs. D'autres variantes du système FFS sont disponibles, mais le tubulaire a presque certainement l'avantage d'utiliser la quantité minimale de film et de nécessiter la quantité minimale de scellement de film à la machine. Pour les produits poussiéreux, cela peut être un réel avantage. Les machines tubulaires et VFFS ont tendance à avoir des empreintes plus petites que les lignes avec un placeur et un scellant de sacs séparés, un facteur important lorsque l'espace est limité.Frais Les coûts d'investissement varient considérablement selon le fournisseur, il est donc difficile de donner des règles strictes, mais il convient de rappeler qu'une ligne de remplissage de sacs en PE peut facilement consommer en un an un film équivalent au prix d'achat de la ligne. Ainsi, pour une machine dont la durée de vie prévue est de 20 ans ou plus, le prix initial peut représenter moins de 5 % du coût total de possession. Les coûts de film sur la durée de vie du système auront un impact beaucoup plus important sur l'investissement que la machine elle-même. Toutes les machines FFS utilisent un film acheté en bobine. Chaque bobine, selon l'épaisseur du film, la longueur du sac et s'il s'agit d'une feuille enroulée simple pour VFFS ou d'un film tubulaire plat ou à soufflets pour les machines tubulaires, contiendra peut-être 2 000 à 6 000 sacs typiques de 50 lb. Contrairement aux sacs préfabriqués, il n'y a pas de soudure ou d'empilage chez le fabricant et comme le film est généralement soufflé sous forme de tube continu dans tous les cas, après l'impression, il suffit d'enrouler la bobine tubulaire sur un mandrin en carton. Le film à enroulement simple commence comme un tube mais est simplement fendu avant d'être enroulé en feuilles simples. Les bobines doivent donc toujours être moins chères à l'achat que les sacs en PE préfabriqués. Pour une taille de sac donnée, les bobines tubulaires d'une machine FFS tubulaire auront besoin de moins de film que le film à simple enroulement d'un système VFFS car ce dernier nécessite un chevauchement d'environ 1 pouce ou plus afin de créer la couture longitudinale et cela ajoute un petit pourcentage (peut-être 3 % selon la largeur des sacs) aux coûts annuels du film. Au cours de la vie d'une machine, la petite quantité de film supplémentaire nécessaire peut représenter plus de la moitié de l'investissement initial, donc une somme non négligeable. Tous les systèmes de remplissage de sacs doivent fournir un certain creux ou espace au-dessus du dessus du produit après le remplissage pour permettre la fermeture hermétique. Étant donné que les systèmes FFS ont généralement une manipulation de film plus précise, on constate souvent qu'il faut moins de creux pour produire un joint fiable, de sorte que le sac lui-même peut être légèrement plus court, ce qui contribue à nouveau à d'importantes économies de film tout au long de la durée de vie de la machine et donne au paquet fini une meilleure forme pour la palettisation ultérieure. Il n'est pas nécessaire de couper le dessus du sac, ce qui réduit encore les coûts de film et les déchets. Les progrès récents dans le développement de films et de machines ont ajouté une dimension d'étanchéité supplémentaire qui permet le stockage externe, par exemple, de produits cimentaires ou anhydres, ce qui réduit les coûts dans les canaux de distribution en éliminant le besoin de stockage et d'entreposage couverts et en prolongeant la durée de conservation des produits. Les utilisateurs de sacs en papier, à gueule ouverte ou à valve, dans ces industries qui se rendent compte qu'ils sont capables de passer au PE s'attendent également à voir des économies considérables sur les coûts de consommables. Et l'Europe a des réglementations strictes en matière de recyclage : alors que les sacs en papier ordinaire ou en plastique peuvent être recyclés, les sacs en papier avec un revêtement ou une doublure intérieure en PE couramment utilisés pour fournir une barrière contre l'humidité, ne sont pas facilement recyclables et peuvent entraîner des coûts supplémentaires pour le client s'ils sont envoyés à la décharge. C'est aussi mauvais pour l'environnement.La flexibilité Pour de nombreux utilisateurs, une certaine flexibilité dans la possibilité de produire différentes tailles d'emballage est une considération cruciale et les fournisseurs de machines FFS verticales et tubulaires proposent généralement une gamme, bien que non illimitée, de largeurs et de longueurs de film dans une seule machine. Les utilisateurs disposant d'une large gamme de produits et de courtes séries de travaux seront plus intéressés par le temps de changement entre différentes tailles d'emballage et ici la machine tubulaire offrirait des avantages. Les machines VFFS ont un épaulement et un tube de formage fabriqués avec précision sur lesquels le film enroulé unique passe. Chaque largeur de sac VFFS nécessite une épaule et un tube dédiés. Le passage d'une largeur de film à une autre nécessite des temps d'arrêt importants lors du changement de ces pièces volumineuses et parfois lourdes. Les machines FFS tubulaires peuvent généralement gérer des variations de largeur de film sans aucune pièce de rechange et s'adapteront à un film tubulaire plat ou à soufflets, permettant une gamme encore plus large de tailles de sacs. Les changements, à l'exclusion du changement de bobine de film, peuvent être effectués en moins de 90 secondes sous un simple contrôle de programme, ce qui donne aux machines FFS tubulaires une rotation beaucoup plus rapide, et donc une productivité plus élevée, dans les opérations quotidiennes lors de la production de plusieurs tailles d'emballage différentes.Fiabilité Dans la technologie FFS, le film est déroulé de la bobine et saisi en toute sécurité à chaque étape tout au long du cycle de la machine. Sa position est toujours constante, ce qui réduit les ratés d'allumage, augmente la fiabilité et améliore la productivité. Un placeur de sacs préfabriqués repose sur l'opérateur qui empile les sacs de manière cohérente avec de nombreux systèmes plus anciens, permettant une libération incontrôlée ou semi-contrôlée du sac rempli, le système de manutention ultérieur devant le déplacer avant de finalement fermer le sac. Non seulement ce manque de précision nuit parfois à l'attrait fini du sac, mais il augmente également le risque de défaillance du joint, de déversement et d'arrêts ultérieurs de la ligne. Les systèmes verticaux ou VFFS doivent réaliser la couture latérale longitudinale sur la machine afin de créer un tube. Ce point devient extrêmement important lors de la manipulation d'un matériau poussiéreux ou de poudres où la contamination du joint augmente le risque de défaillance ultérieure. Le FFS tubulaire évite complètement toute défaillance possible dans la couture la plus longue en utilisant un film tubulaire sans soudure. Le besoin d'entretien du scellant est également réduit en conséquence. Une bobine contient beaucoup plus de sacs qu'un magasin de sacs préfabriqués et cela élimine le besoin de réapprovisionner constamment la pile, libérant l'opérateur pour effectuer d'autres tâches tout en étant confiant de laisser la ligne sans surveillance. Les changements de bobine sont une question de quelques minutes de travail avec de nombreuses machines FFS intégrant des systèmes de levage intégrés pour rendre la tâche de l'opérateur plus facile et plus sûre.Formant La formation de sacs sur les machines VFFS consiste à couper simultanément le film et à souder à la fois le haut du sac rempli et le bas du sac suivant en utilisant un assemblage en une seule action combinée. Les machines tubulaires ont des stations de scellage supérieure et inférieure complètement séparées avec le bec de remplissage entre les deux et les sacs étant déplacés horizontalement d'une position à l'autre. Bien que plus compliqué, cela donne accès à la zone de scellement, ce qui permet de la nettoyer avant le scellement final. De plus, l'agencement permet d'installer une pesée brute en option et diverses techniques de désaération peuvent être incorporées, notamment en insérant une sonde à vide en plastique ou en acier fritté directement dans le sac. Des stations supplémentaires peuvent être ajoutées pour donner des vibrations de stabilisation du produit, un refroidissement supplémentaire du joint ou pour percer une poignée de transport dans le dessus du sac. La longueur du sac est déterminée soit par une cellule photoélectrique et une marque d'enregistrement imprimée sur le film, soit par un encodeur monté sur machine si vous utilisez un film ordinaire non imprimé.Nettoyage des joints La chaleur et la compression sont utilisées pour faire fondre le LDPE, souder le joint et fermer le sac. Sur les machines à grande vitesse, un refroidissement à air forcé ou à eau glacée est nécessaire pour que le joint soit rendu suffisamment stable en temps utile pour recevoir le produit sans défaillance. Le joint inférieur est fabriqué sur un film frais directement à la sortie de la bobine, la fiabilité est donc excellente. Il en va de même pour le joint supérieur lors de l'emballage de produits granulaires sans poussière. Cependant, la contamination de la zone du joint supérieur lors de la manipulation de poudres fines et d'autres produits poussiéreux est inévitable et, à moins que cela ne soit surmonté, la fiabilité du joint supérieur sera gravement compromise. Le nettoyage des joints est difficile sur les systèmes FFS verticaux car le dessus du sac n'est pas accessible pendant le scellage et ces machines ont tendance à s'appuyer uniquement sur des méthodes d'extraction de poussière. Les machines FFS tubulaires, d'autre part, peuvent être équipées d'un nettoyage forcé de la zone de scellage, généralement par un lavage à jet d'air comprimé, après la fermeture du dessus mais juste avant le scellage. Le nettoyage améliore manifestement la fiabilité du scellage et pour plus de sécurité, certaines machines offrent même un double scellage sur le dessus du sac.Progrès de la technologie cinématographique Toute personne familière avec les sacs en PE appréciera que lors du remplissage, de l'air est inévitablement entraîné avec le produit et qu'après scellage, le sac est effectivement transformé en ballon potentiel. La palettisation devient difficile et même dangereuse si cet air ne peut pas s'échapper. Pour de nombreux produits, granulés de PE et similaires, il s'agit généralement d'une simple question de perforation ou de micro-perforation du film, ce qui est facile à faire sur la machine ou par le fournisseur de film. Cependant, perforer le film pour permettre à l'air de s'échapper permet également à l'humidité de pénétrer. Plus que cela, des vitesses d'emballage plus élevées signifient des perforations plus grandes, ce qui aggrave le problème. Pour les produits anhydres et sensibles à l'humidité, le film PE n'était donc pas en mesure d'exploiter sa qualité d'imperméabilisation naturelle et n'avait donc aucun avantage réel par rapport, par exemple, aux sacs en papier à parois multiples avec doublures intérieures. Cependant, les progrès récents de la technologie des films et des machines ont conduit à une utilisation plus large des systèmes FFS tubulaires, en particulier dans les applications où l'étanchéité à l'humidité est une exigence clé. Premièrement, l'utilisation d'un film PE tubulaire spécial, souvent breveté, avec différents types de micro-perforations incorporées dans une couture en labyrinthe fabriquée en usine. Le labyrinthe a un traitement technique à l'intérieur pour éviter qu'il ne soit scellé lorsque le sac est fermé. Cela permet à l'air d'être libéré lentement après le remplissage mais sans permettre à l'humidité de pénétrer, ce qui donne un emballage résistant aux intempéries. Les machines FFS tubulaires nécessitent toujours une conception soignée pour éliminer autant d'air que possible avant le scellage, sinon la palettisation immédiatement après le remplissage peut encore s'avérer difficile, voire impossible. D'autres développements ont couvert des techniques plus améliorées pour créer un vide partiel dans l'emballage avant le scellement, ce qui permet à certains systèmes FFS tubulaires d'utiliser un film PE ordinaire sans aucune micro-perforation donnant un joint totalement hermétique, et en même temps, un sac très compact offrant le nec plus ultra en matière d'imperméabilisation au coût de film le plus bas et avec seulement une réduction marginale du rendement. Ces systèmes fonctionnent déjà sur le terrain, permettant aux utilisateurs d'éviter le besoin d'un entreposage couvert tout en protégeant le produit et même en prolongeant la durée de conservation. En plus d'offrir une meilleure résistance aux intempéries, le sac scellé est également plus propre lorsqu'il est ensuite manipulé par les distributeurs et les utilisateurs, notamment par rapport aux anciens sacs à valve non scellés.Accessoires et variantes La nature intégrée des systèmes FFS offre de nombreuses possibilités d'intégration d'options et d'accessoires pour s'adapter à un large éventail d'applications différentes. Il s'agit généralement d'options personnalisables standard ou spécialement conçues dans l'emballage par le fabricant et testées minutieusement avant expédition. Si vous vendez dans un environnement de vente au détail, vous voudrez peut-être incorporer des poignées dans le sac ou avoir une fermeture à glissière refermable. L'impression d'une date ou de certaines données d'identification de la production se fait facilement. Le produit est généralement distribué au poids à l'aide d'un filet séparé ou même d'une peseuse multi-têtes déchargeant par gravité, mais certains produits collants comme le sucre avec des niveaux élevés de mélasse par exemple, pourraient être mieux introduits directement dans le sac, auquel cas une peseuse brute intégrée peut être fournie à l'intérieur d'un FFS tubulaire. Ou un produit peut nécessiter des sondes de désaération pour aider une poudre fine à se déposer, encore une fois facilement incorporée dans une machine tubulaire. Ces deux options sont des avantages évidents par rapport au système VFFS. Ainsi, compte tenu de la réduction des coûts de consommables et autres, de la fiabilité et de la flexibilité accrues du FFS tubulaire, associées à une productivité accrue et à un emballage plus beau et plus facile à palettiser, nous ne devrions peut-être pas être surpris que ces systèmes ne gagnent pas seulement en popularité, mais réussissent même à convertir les utilisateurs de sacs en papier aux avantages du film PE. Graham Rawlings est expert principal en emballage chez Concetti. Pour plus d'informations, visitez www.concetti.com.

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