Poedervulsystemen: spiraal- & beker-doseersystemen (kleine verpakkingen: zakjes, sachets, sticks): overzicht

1. Inleiding

Bij het commercialiseren van producten in poeder- of korrelvorm kiezen industriële bedrijven vaak voor kleine verpakkingsformaten, waarmee ze aan individuele klanten kunnen verkopen in supermarkten of via e-commerce. Voedselproducenten (koffiepoeder, specerijen, granen, etc.), farmaceutische en chemische bedrijven (wasmiddelen, etc.) verpakken hun producten doorgaans in zakjes (enkele tientallen grammen) of zakken (enkele honderden grammen tot enkele kilo’s). Het verpakkingsproces is zeer gevoelig, omdat het snel, nauwkeurig (geen onderdosering, wat niet-regelconform is, of overdosering, wat verlies betekent voor de fabrikant) en zonder beschadiging van het product moet gebeuren.

Deze pagina richt zich op de meest gebruikte technologieën die door vul- en verpakkingsfabrikanten worden aangeboden voor het vullen van poeders in verpakkingen bestemd voor de detailhandel. Het vullen van bulkproducten in 25 kg zakken of grotere big bags wordt hier niet besproken.

2. Werkingsprincipe spiraalvuller

Een van de meest gebruikte vulmachines is waarschijnlijk de spiraalvulmachine. Bij dit type vuller wordt het poeder gedoseerd naar de verpakking (zakje, zak of soms stick) met behulp van een spiraal (een archimedische schroef). Een deel van de spiraal bevindt zich in een trechter met het te doseren poeder, en een deel zit in een buis (vulbuis) om de dosering mogelijk te maken.

Een dergelijke vulmachine werkt volumetrisch, wat betekent dat de dosering alleen gebaseerd is op het aantal omwentelingen van de spiraal, dat vervolgens een volume levert, overeenkomend met een gewicht (wat voor de klant van belang is), dankzij de bulkdichtheidvan het materiaal.

De trechter kan verschillende vormen hebben, meestal een conische trechter wanneer er slechts één spiraal (1 vulkop) is voor zakvulmachines of zeer kleine zakjessystemen, of een wigvormige trechter wanneer er meerdere spiralen (meerdere vulkoppen) zijn.

De rotatie van de spiraal transporteert het materiaal naar de vulbuis, waardoor dosering in de verpakking mogelijk is, die zich direct eronder bevindt (er is een compleet mechanisme om de verpakking uit laminaten te vormen). Het vullen gebeurt sequentieel, niet continu. De machine brengt een nieuwe verpakking in positie (of vormt deze), waarna de spiraal draait om het product te doseren, dat in de open verpakking valt, waarna de verpakking wordt gesloten en verwijderd. De cyclus kan dan opnieuw beginnen.

Figuur 1: Werkingsprincipe spiraalvulsysteem

Om een zo nauwkeurig mogelijke volumetrische dosering te garanderen en ervoor te zorgen dat de dosering abrupt stopt, past de spiraal zeer nauw in de vulbuis, en wordt deze aangestuurd door een servomotor waarvan het aantal omwentelingen instelbaar is. Dit kan een punt van zorg zijn als de spiraal niet correct wordt gehanteerd, met name tijdens reiniging en onderhoud, omdat de zeer kleine speling tussen de schroef en de buis kan leiden tot metaal-metaalcontact als de spiraal bijvoorbeeld licht gebogen is.

3. Werkingsprincipe volumetrische beker-doseervuller

Het basisontwerp van een bekervuller bestaat uit een trechter waarvan de onderkant is uitgerust met een draaiplateau met kleine bekers. Tijdens het draaien vult de beker zich met product wanneer deze onder de materiaaltrechter passeert, waarna de buis wordt afgesloten en vervolgens in de open verpakking wordt geleegd.

Het volume van de beker is instelbaar om aan de vereiste vulcapaciteit en dus het gewicht te voldoen. Het moet worden opgemerkt dat dit systeem, in vergelijking met spiraalvulling, eerder passief is: het poeder moet zelf in en uit de beker stromen. Dit betekent dat dit type dosering bijzonder geschikt is voor zeer vrijstromende producten , maar aan nauwkeurigheid inboet als het product cohesief is, niet goed in de beker stroomt, of juist verdicht raakt in de beker en niet goed in de verpakking leegloopt.

Aan de andere kant is het vulproces hier zeer zacht en bijzonder geschikt wanneer er stukken in zitten die niet mogen breken (wat in zekere mate het geval zou zijn bij een schroeftransport).