Systemen voor het vullen van droge poeders (VFFS/HFFS): veelvoorkomende problemen oplossen

1. Inleiding

Het vullen van een materiaal in een verpakking is meestal de laatste stap in een productieproces. Het materiaal dat in voorgaande processtappen is geproduceerd of behandeld, wordt in een verpakking gedaan die zorgt voor bescherming en veilig transport en hantering. Problemen in deze fase kunnen echter zeer ernstige gevolgen hebben voor de hele fabriek, aangezien een prestatiedaling in de laatste stap betekent dat het hele proces in doorvoer of kwaliteit zal afnemen.

Het beheersen van het vulproces is daarom een belangrijke focus voor elke fabrieksoperator die bulkvastestoffen verwerkt. Deze pagina richt zich op vulmachines die zijn uitgerust met een **spiraalvulsysteem (augur)** of een **beker-doseersysteem** en bespreekt belangrijke problemen die kunnen optreden op de lijn en hoe deze op te lossen.

2. Probleemoplossing voor droge-vulsystemen

2.1 Stromingseigenschappen van het materiaal

De meeste onderstaande problemen kunnen eigenlijk worden herleid tot een gemeenschappelijke onderliggende hoofdoorzaak: het product stromingsgedrag (vloeibaarheid). Poedervullers, met name voor de kleinste verpakkingen, zijn zeer gevoelig voor poeders die cohesiefzijn. Dit geldt des te meer voor beker-doseersystemen, die uitsluitend afhankelijk zijn van zwaartekracht om de bekers te vullen en te legen.

2.2 Stroming in trechters

Waargenomen probleem

De stroming in de trechter direct boven de vulkoppen moet goed zijn, anders bereikt de bulkvaste stof de vulkop op onregelmatige wijze, wat leidt tot sterke afwijkingen in het daadwerkelijke gewicht van de verpakking.

Hoe op te lossen

Om de stroming te bevorderen, moet ervoor worden gezorgd dat de trechterconus (of helling, indien het een wigtrechter betreft) steil genoeg is. Indien nodig kunnen roerwerken worden overwogen om productbrugvorming of "rat holes"te doorbreken. Het gebruik van kleine trilinrichtingen kan ook een optie zijn.

2.3 Gewichtscontrole

Het vulproces is (in de meeste gevallen) volumetrisch. Dit betekent dat het volume van het product dat daadwerkelijk door het doseersysteem in een verpakking wordt gebracht, zeer nauwkeurig moet worden beheerst, aangezien dit moet resulteren in een constant gewicht – waar de klant immers voor betaalt.

Waargenomen probleem

Veel fabrieksoperators observeren echter variabiliteit in het daadwerkelijke gevulde gewicht (netto gewicht): dit kan leiden tot klachten, zelfs non-compliance, en kan verlies veroorzaken voor de fabrikant, aangezien deze het vulgewicht hoger moet instellen dan het doelgewicht om ervoor te zorgen dat het gevulde gewicht boven de declaratie ligt.

Hoofdoorzaak

Een mogelijke hoofdoorzaak is een verkeerde instelling van het te doseren poedervolume, dat kan variëren van de ene cyclus naar de andere; dit kan met name het geval zijn bij beker-doseerders.

Slechte gewichtscontrole is echter meestal gerelateerd aan het stromingsgedrag van het product: als het volumetrische doseerapparaat niet elke keer op dezelfde manier wordt gevuld, zal het gewicht veranderen. Onregelmatig vullen kan worden veroorzaakt door cohesieve poeders of slechte stroming in de buffertrechter. Een andere mogelijke oorzaak is een fluctuerend productniveau boven het doseersysteem, waardoor de stroming van het product verandert afhankelijk van de hoogte van het product in de trechter.

Hoe op te lossen

Het stromingsprobleem kan worden aangepakt door de formulering van het te vullen product aan te passen (bijv. gebruik van een vloeimiddel) of door het ontwerp van de machine te herzien en hulpstukken voor ontlading toe te voegen, zoals roerwerken in trechters of kleine trilsystemen. Als wordt waargenomen dat het niveau in de vultrechter sterk in de loop der tijd verandert, kan dit worden verbeterd door de regeling van het bijvullen van de trechter aan te passen.

2.4 Lekkages van verpakkingen

het afdichten van de verpakking moet plaatsvinden zonder dat er poeder tussen de twee zijden van het verpakkingsmateriaal blijft plakken.

Waargenomen probleem

Als er product ingesloten raakt, zal de afdichting niet correct zijn, wat leidt tot meer of minder ernstige lekkages. Dit kan eenvoudigweg morsen veroorzaken als het systeem niet goed gesloten is (zeer zeldzaam; dit soort incidenten komt vaker voor als de afdichtkaken een probleem hebben), of micro-lekkages veroorzaken die meer of minder schadelijk zijn voor het product in de verpakking. Voor bederfelijke goederen, zoals voedingsmiddelen, moeten dergelijke lekkages worden vermeden.

Hoofdoorzaak

Een typische hoofdoorzaak voor een slechte achterafdichting is dat het product bij het vallen in de verpakking stof genereert. Als het stof niet is neergedaald op het moment dat de kaken sluiten voor de afdichting, kunnen lekkages optreden.

Hoe op te lossen

Om dit probleem te voorkomen, moet het gevulde materiaal minder stoffig zijn (minder fijnstof) en/of moet een stofafzuigsysteem door de fabrikant van de vulmachine worden geïmplementeerd.