Systèmes de remplissage de poudres sèches (VFFS/HFFS) : dépannage des problèmes courants

1. Introduction

Le remplissage d’un matériau dans un emballage constitue bien souvent la dernière étape d’un processus de fabrication. Le matériau, produit ou simplement manipulé lors des étapes précédentes, est conditionné dans un emballage assurant sa protection, son transport et sa manipulation en toute sécurité. Cependant, des problèmes à ce stade peuvent avoir des conséquences très graves pour l’ensemble de l’**usine**, car une baisse de performance en fin de processus entraîne une diminution du débit ou de la qualité de l’intégralité de la production.

La gestion du processus de remplissage est donc un enjeu clé pour tous les opérateurs d’**installations** manipulant des solides en vrac. Cette page se concentre sur les machines de remplissage équipées d’un système de dosage par **vis sans fin** ou par **godets doseurs**, et aborde les problèmes majeurs pouvant survenir sur la ligne ainsi que leurs solutions.

2. Dépannage des systèmes de remplissage de poudres

2.1 Propriétés d’écoulement du matériau

La plupart des problèmes énumérés ci-dessous peuvent en réalité être attribués à une cause racine commune : l’**aptitude à l’écoulement du produit** . Les doseuses de poudre, en particulier pour les plus petits conditionnements, sont très sensibles aux poudres **cohésives**. . Cela est d’autant plus vrai pour les systèmes de dosage par godets, qui reposent uniquement sur la gravité pour remplir et vider les récipients.

2.2 Écoulement dans les trémies

Problème observé

L’écoulement dans la trémie située directement au-dessus des têtes de remplissage doit être fluide ; sinon, le solide en vrac atteindra la tête de remplissage de manière irrégulière, provoquant des écarts importants dans le poids réel conditionné.

Comment résoudre le problème

Pour favoriser l’écoulement, assurez-vous que le cône de la trémie (ou la pente, s’il s’agit d’une trémie en forme de dièdre) soit suffisamment incliné. Si nécessaire, envisagez l’utilisation d’agitateurs pour briser les **voûtes ou cheminées de produit**. L’utilisation de petits vibrateurs peut également être une solution.

2.3 Contrôle du poids

Le processus de remplissage est (dans la plupart des cas) **volumétrique**. Cela signifie que le volume de produit effectivement déplacé par le système de dosage vers un emballage doit être parfaitement maîtrisé, car il doit se traduire par un poids constant, qui est ce pour quoi le client paie.

Problème observé

Cependant, de nombreux opérateurs d’usine constatent une variabilité du poids réel rempli (poids net) : cela peut entraîner des réclamations, voire des non-conformités, et provoquer des pertes pour le fabricant, qui doit alors régler le poids de remplissage à une valeur supérieure à la cible pour garantir que le poids conditionné respecte la déclaration.

Cause racine

Une cause racine possible est un mauvais réglage du volume de poudre à doser, qui peut varier d’un cycle à l’autre ; cela est particulièrement vrai pour les doseurs à godets.

Les problèmes de contrôle de poids sont généralement liés à l'écoulement du produit : si l'outil de dosage volumétrique n'est pas rempli de manière constante et uniforme, le poids variera. Un remplissage irrégulier peut être dû à des poudres cohésives ou à un mauvais écoulement dans la trémie tampon. Un autre problème possible est la fluctuation du niveau de produit au-dessus du système de dosage, ce qui modifie l'écoulement en fonction de la hauteur de produit dans la trémie.

Comment résoudre

Les problèmes d'écoulement peuvent être résolus en agissant sur la formulation du produit à remplir (utilisation d'un agent fluidifiant, par exemple) ou en revoyant la conception de la machine pour ajouter des dispositifs d'aide à la vidange comme des agitateurs dans les trémies ou des petits systèmes vibrants. Si l'on observe que le niveau dans la trémie de remplissage varie beaucoup au fil du temps, cela peut être amélioré en modifiant la régulation du réapprovisionnement de la trémie.

2.4 Fuites d'emballage

L’ étanchéité de l'emballage doit être réalisée sans que de la poudre ne reste coincée entre les deux côtés du matériau d'emballage.

Problème observé

Si du produit est piégé, la fermeture ne sera pas correctement effectuée, ce qui entraînera des fuites plus ou moins importantes. Cela peut provoquer de simples déversements si le système n'est pas du tout fermé (cas assez rare, plus susceptible de se produire si les mâchoires de scellage sont défectueuses), ou des micro-fuites qui peuvent être plus ou moins préjudiciables pour le produit dans l'emballage. Typiquement, pour les produits périssables, comme les aliments, ce type de fuites doit être évité.

Cause racine

Une cause racine typique pour un défaut de scellage arrière est que le produit, en tombant dans l'emballage, génère de la poussière. Si cette poussière n'a pas eu le temps de se déposer au moment où les mâchoires se ferment pour le scellage, des fuites peuvent alors se produire.

Comment résoudre

Pour éviter ce problème, le matériau rempli doit être moins poussiéreux (réduction de la quantité de fines) et/ou un système d'aspiration des poussières doit être mis en place par le fabricant de la machine de remplissage.