Une machine d'emballage de couverts est un système automatique qui compte, organise et emballe les fourchettes, les couteaux, les cuillères et les pailles dans des emballages sous film scellé pour la distribution. Ces machines peuvent emballer un seul type d’ustensiles ou des couverts mixtes. Par exemple, un paquet peut contenir une fourchette, un couteau et une serviette. La machine nécessite différentes méthodes de comptage, de rangement et de scellage en fonction du type de produit.
L'utilisation de couverts jetables s'est développée à mesure que la livraison de nourriture, la restauration aérienne et la restauration institutionnelle se sont développées. Les machines de moulage par injection peuvent produire des centaines de pièces par minute. Sans un processus d'emballage adapté, les couverts finis peuvent s'accumuler dans des conteneurs en vrac. Les couverts ne sont pas non plus protégés et ne peuvent pas être expédiés en paquets individuels. Une machine d'emballage résout ce problème.
Étape 1 - Alimentation et orientation
Le premier défi résolu par une machine d’emballage de couverts est de déplacer les ustensiles en vrac sur une seule ligne. Deux types d'alimentateurs sont courants dans l'industrie :
Les mangeoires à bol vibrant utilisent une piste en spirale à l'intérieur d'un bol en forme de cône-. Les vibrations déplacent les ustensiles sur la piste. Les guides mécaniques repoussent les pièces mal placées dans le bol. Seuls les ustensiles correctement placés parviennent à la goulotte de sortie. Les mangeoires à bol fonctionnent bien avec les cuillères et les fourchettes. Les couteaux peuvent être plus difficiles à manipuler en raison de leur forme. Ils peuvent avoir besoin d’une voie séparée.
Les alimentateurs centrifuges utilisent un disque vertical qui tourne à une vitesse définie. La force centrifuge déplace les ustensiles vers l'anneau extérieur. Les poches ou guides les placent ensuite dans le bon sens. Les mangeoires centrifuges peuvent fonctionner plus rapidement que les mangeoires à bol. Ils traitent souvent entre 200 et 400 pièces par minute. Ils sont plus sensibles à la forme des ustensiles. Ils ont également besoin de pièces de rechange précises lorsque le type de produit change.
Pour les packs mixtes, plusieurs distributeurs peuvent fonctionner en même temps. Chaque mangeoire fournit un type d'article. Un convoyeur mélangeur rejoint les flux. Une fourchette, un couteau,
Étape 2 - Comptage et regroupement
Une fois que les ustensiles ont quitté le chargeur, ils se dirigent vers la station de comptage. Des capteurs optiques, généralement des capteurs photoélectriques infrarouges, détectent chaque pièce lorsqu'elle traverse le faisceau lumineux. Le contrôleur ajoute un compte pour chaque pièce. Lorsque le nombre défini est atteint, le contrôleur signale à un inverseur ou à une porte de déplacer le lot vers la station d'emballage.
Pour les packs contenant plusieurs-articles, chaque voie d'alimentation possède son propre compteur. La machine attend que toutes les voies livrent les quantités requises. Le lot avance alors. Les systèmes servo-pilotés peuvent contrôler la porte de dérivation avec plus de précision que les anciens systèmes pneumatiques. Les servomoteurs peuvent positionner le portail avec une répétabilité au niveau millimétrique. Cela permet de réduire les erreurs de comptage, les paquets courts et les pièces supplémentaires.
Certaines machines avancées utilisent également un système de vision après le comptage. Une caméra prend une image de l'ensemble regroupé. Le système compare l'image avec une image de référence. S'il manque une cuillère ou si une fourchette supplémentaire est présente, le lot est transféré vers une goulotte de rejet. Cela évite qu'un emballage incorrect soit scellé et expédié.
Étape 3 - Alimentation et formation du film
Une machine d'emballage de couverts enveloppe les couverts comptés dans un film flexible à partir d'un rouleau continu. Le film passe généralement par ces étapes :
Se détendre. Une bobine motorisée alimente le film à une vitesse adaptée au cycle de la machine. Un rouleau danseur maintient la tension du film stable. Cela aide à prévenir les étirements et les rides.
Imprimer l'inscription. Si le film comporte des graphiques imprimés, un capteur photoélectrique lit les marques de repérage. Le système ajuste l'alimentation du film pour maintenir l'impression dans la bonne position sur chaque paquet.
Formation. Le film passe à travers une collerette de formage. Ce guide métallique en forme d'entonnoir-plie le film plat en un tube autour des couverts. La taille du col définit la largeur du paquet. Une taille de conditionnement différente peut nécessiter un collier de formage différent et un nouveau réglage du joint longitudinal.
Joint longitudinal. Une barre chauffée ou une mâchoire de scellage rotative relie les bords du film qui se chevauchent le long du tube. Cela crée un tube scellé continu.
Pour les paquets de coussins plats, une autre paire de barres de scellage ferme les deux extrémités. Pour les emballages à soufflets ou à trois-joints latéraux-, le film est coupé à la longueur souhaitée avant d'être formé. Cela donne plus d'options de format mais peut réduire la vitesse de production.
Étape 4 - Scellement et découpe
La dernière étape de scellage sépare les paquets et ferme les extrémités. Deux méthodes sont courantes :
Le scellage par impulsion utilise la chaleur uniquement pendant le cycle de scellage. Un fil nichrome chauffe le film jusqu'à sa température de scellage. Pour le polypropylène, cette température est généralement comprise entre 150 et 190 degrés. La machine maintient le film pendant 0,3 à 1,5 seconde en fonction de son épaisseur. Le joint refroidit ensuite sous pression avant que la machine ne le libère. Le scellage par impulsion crée des lignes de scellage propres et étroites. Cela fonctionne également bien avec les films-sensibles à la chaleur.
Le scellage rotatif continu utilise des roues chauffées qui tournent contre le tube de film lorsqu'il se déplace. Les roues gardent une température constante. Cela permet une vitesse de production plus élevée car il n’y a pas de pause de scellage. Le scellage rotatif fonctionne bien sur les lignes à grande vitesse-qui utilisent un film uniforme à raison de 80 à 150 paquets par minute. Cela donne moins de flexibilité lors du changement de type de film.
Après scellage, une lame de coupe mécanique ou ultrasonique sépare les paquets. Le paquet fini est transféré sur un convoyeur de sortie. Il peut ensuite passer par un détecteur de métaux et une balance de contrôle avant la mise en caisse.
Facteurs qui affectent les performances de l'emballage
Le bon fonctionnement de cet équipement dépend de plusieurs facteurs que les gestionnaires des installations doivent surveiller :
Spécification du film.Le polypropylène (PP) est un matériau d'emballage courant pour les couverts jetables. Il offre de bonnes performances de rigidité, de clarté et de-scellage à chaud. Dans de nombreux marchés, les règles augmentent l'utilisation de films compostables. Les films certifiés EN 13432 peuvent nécessiter des températures de scellage plus basses et des temps de scellage plus longs. Cela peut réduire la vitesse de production de 15 à 25 % par rapport au film PP standard sur la même machine.
Cohérence du produit.Les couverts moulés par injection- peuvent présenter des bavures, c'est-à-dire un mince excès de matériau le long de la ligne de séparation. Le flash peut s'accumuler dans les pistes d'alimentation et provoquer des bourrages ou des erreurs de comptage. Une bonne qualité de moule contribue au bon fonctionnement de la ligne d’emballage.
Conditions environnementales.La température et l'humidité peuvent affecter les performances du film. Les installations sans contrôle climatique peuvent constater des changements dans la résistance du scellement et la tension du film au cours des différentes saisons. Les opérateurs devront peut-être ajuster les réglages de température et la pression du rouleau danseur.
Conformité réglementaire.Aux États-Unis, les emballages-en contact avec des aliments sont couverts par la FDA 21 CFR Part 175 pour les adhésifs et les revêtements et par la FDA 21 CFR Part 178 pour certains polymères et matériaux associés. Dans l'Union européenne, le règlement (CE) n° 1935/2004 fixe des règles pour les matériaux entrant en contact avec les aliments. Ces matériaux ne doivent pas libérer de substances à des niveaux susceptibles de nuire à la santé humaine. Les machines utilisées pour ces marchés doivent utiliser de l'acier inoxydable approprié, des polymères de qualité alimentaire-et des lubrifiants qui répondent aux règles requises.
Foire aux questions
À quelle vitesse une machine d’emballage de couverts peut-elle fonctionner ?Les lignes d'articles uniques-utilisant un film en polypropylène peuvent atteindre 80 à 120 packs par minute avec un scellage rotatif continu. Les lignes de packs mixtes-fonctionnent généralement entre 40 et 70 packs par minute. Ils fonctionnent plus lentement car plusieurs voies de desserte doivent fonctionner ensemble avant chaque cycle.
Une machine peut-elle manipuler les fourchettes, les couteaux et les cuillères de manière interchangeable ?Oui, dans une plage de tailles définie. Les pièces d'alimentation et les colliers de formage peuvent être ajustés ou remplacés. Passer d'une fourchette à dessert à une cuillère à soupe peut nécessiter un changement de bol d'alimentation. Cela peut prendre 20 à 40 minutes. La modification de la taille du paquet peut nécessiter un nouveau collier de formage et un nouveau réglage de la pression de la barre de soudure.
Quels types de films sont compatibles ?La plupart des machines peuvent traiter du polypropylène, du polyéthylène et des films laminés. Des films compostables certifiés EN 13432 sont également utilisés. Ces films nécessitent des réglages de scellage différents. Les stratifiés à base de papier-sont également utilisés comme-plastique à usage unique, les restrictions en vertu de la directive (UE) 2019/904 augmentent.
Quel entretien la machine nécessite-t-elle ?L'entretien quotidien comprend le nettoyage des résidus de film des barres de soudure et la vérification de l'usure des pistes d'alimentation. Les contrôles hebdomadaires doivent inclure l'alignement des servos, le fonctionnement des capteurs et l'affûtage de la lame de coupe. Les mâchoires d'étanchéité et les bols d'alimentation sont des pièces d'usure courantes. Leur durée de vie est généralement de 6 à 18 mois en fonction du volume de production.
Sources
- Comité européen de normalisation. EN 13432:2000 – Exigences relatives aux emballages valorisables par compostage et biodégradation. CEN, 2000.
- Parlement européen et Conseil. Directive (UE) 2019/904 relative à la réduction de l'impact de certains produits en plastique sur l'environnement. Journal officiel de l'Union européenne, 2019.
- Parlement européen et Conseil. Règlement (CE) n° 1935/2004 relatif aux matériaux et objets destinés à entrer en contact avec des denrées alimentaires. Journal officiel de l'Union européenne, 2004.
- US Food and Drug Administration. 21 CFR Part 175 – Additifs alimentaires indirects : adhésifs et composants de revêtements. Code des réglementations fédérales.
- US Food and Drug Administration. 21 CFR Part 178 – Additifs alimentaires indirects : Polymères. Code des réglementations fédérales.
- Organisation internationale de normalisation. ISO 22000 :2018 – Systèmes de management de la sécurité alimentaire : Exigences pour toute organisation du secteur
