LES THERMOFORMEUSES DEVIENNENT PLUS EFFICACES ET PLUS HYGIENIQUES

Elles consomment moins de film, d'eau et d'air comprime

Les thermoformeuses sont des machines d'emballage capables d'emballer quasiment chaque type d'aliment: viande, poisson, volaille, produits frais ou transformés, plats prêts à l'emploi, pâtisserie, fromage, fruits, légumes, salades, ... Leur fabricant a intégré de nombreuses possibilités concernant la durée de conservation du produit, la présentation et le confort d'utilisation. En outre, lors de la conception, il vise l'efficacité, l'ergonomie et l'hygiène.

PROCESSUS DE THERMOFORMAGE

Avec une thermoformeuse, le film inférieur est déroulé en position tendue de l'avant de la machine vers la station de formage, où il est chauffé jusqu'à pouvoir être déformé. Ensuite, il est appliqué à l'aide d'air comprimé (et éventuellement de vide) sur un moule, dont la faible température le fait durcir immédiatement. En fonction de la forme d'emballage souhaitée (voir plus loin), on opte pour un film inférieur plus ou moins flexible. Pour certaines thermoformeuses avec un relief précis, le film est pressé dans le moule avec un poinçon afin d'obtenir des détails bien nets dans l'emballage. Ce résultat peut également être obtenu par 'explosive forming', une technique qui utilise une accumulation de pression plus rapide, combinée à de plus gros volumes d'air. A la sortie de la station de formage, les alvéoles d'emballage thermoformées sont remplies automatiquement ou manuellement. Ensuite, les alvéoles remplies sont mises sous vide dans la station de soudure ou conditionnés sous gaz puis refermées avec le film supérieur. Dernière étape: les emballages sont découpés de manière transversale et longitudinale. Il existe également d'autres outils de coupe, comme des lames révolutionnaires qui suivent le contour de l'emballage en stationnaire.

PARAMETRES

En fonction du modèle, des équipements choisis, des films et des exigences du producteur, il existe différentes solutions de thermoformage, toutes avec la même construction de base (station de formage, zone de chargement, station de soudure, station de découpe). Les principaux paramètres pour les thermoformeuses sont l'épaisseur du film (de 50 à 1.200 µm), sa largeur (jusqu'à 830 mm), sa profondeur pour le formage (jusqu'à 210 mm), le pas d'avance (sans préchauffage = jusqu'à 1.300 mm), ses cycles/min. (p.ex. 25), son rendement journalier.

ATMOSPHERES D'EMBALLAGE

Les thermoformeuses proposent différentes atmosphères d'emballage. Les modèles d'entrée de gamme offrent généralement les deux premiers modes d'emballage en standard et le troisième en option.

• Atmosphère naturelle: la méthode d'emballage la plus simple sur le plan technique consiste à emballer sans échange d'atmosphère. Ici, le produit est uniquement protégé des influences mécaniques et environnementales (humidité, UV). Cette méthode spécifique convient pour les aliments qui ne doivent pas répondre à des exigences de conservation spéciales. Elle permet également d'intégrer des technologies contre les dégâts et le vol.

• Vide: la mise sous vide de l'emballage ralentit la décomposition biochimique. Elle convient uniquement pour les produits qui sont insensibles à la compression.

• Atmosphère protectrice (MAP): injection d'un mélange gazeux adapté au produit.

• Atmosphère modifiée équilibrée (EMAP): grâce à des microperforations, la perméabilité du film supérieur est adaptée à la respiration du produit. Cela crée une atmosphère équilibrée pour une plus longue durée de conservation des produits respirants et délicats: fruits, légumes, salades et herbes.

• Emballage skin: un film supérieur flexible forme une deuxième peau autour du produit, l'épousant parfaitement sans le serrer afin de ne pas le déformer. On peut ainsi emballer sans problème des produits présentant des côtés durs ou tranchants (os, coquillages, ...). Le film supérieur et le film inférieur sont soudés l'un à l'autre sur toute leur surface. Il existe aussi une variante où ils sont uniquement soudés sur une largeur restreinte. Le film supérieur traverse une station de chauffage afin d'être activé et est alors préformé dans le moule. Comme l'emballage skin fixe le contenu, les produits emballés peuvent aussi être présentés à la verticale.

PRESENTATION ET CONFORT D'UTILISATION

En fonction du modèle de thermoformeuse, il est possible de créer différentes formes d'emballage: rectangulaires, rondes, polygonales, libres, ... Afin que les aliments puissent être présentés suspendus, on peut prévoir de découper une ouverture dans les films soudés, qu'ils soient rigides ou souples. En outre, en vue d'une plus grande facilité d'utilisation, il est possible de prévoir plusieurs options pour faciliter l'ouverture et/ou la fermeture des emballages. Afin de répondre au nombre croissant de personnes vivant seules, de plus en plus d'emballages sont encore subdivisés en plus petites portions.

EFFICACITE

Changement du format

Avec les thermoformeuses qui produisent différents formats d'emballage, il faut pouvoir changer le format rapidement. Sur les thermoformeuses classiques, c'est l'opérateur qui change manuellement les outils de formage, de soudure et de découpe. Mais aujourd'hui, les thermoformeuses sont équipées d'un système à tiroir qui enlève les moules (souvent lourds) des plaques de soudage chaudes. Ainsi, le changement s'effectue de manière plus rapide, plus sûre et plus ergonomique. L'opération peut aussi se faire automatiquement d'une simple pression sur un bouton. L'assistance au changement la plus poussée consiste en un système où les outils de formage travaillent en tandem avec les outils de coupe. D'ailleurs, il existe aussi des outils qui peuvent être subdivisés en plusieurs compartiments avec différentes profondeurs grâce à des cloisons et des accessoires.

Changement de film

Afin de réduire la fréquence d'arrêt de la thermoformeuse (et donc de maintenir la productivité) les fabricants prévoient entre autres une option pour que les rouleaux de film s'enroulent en tandem pour un changement de film sans arrêt de la machine. Le système comporte deux rouleaux de film. Une fois que le rouleau actif est épuisé, il y a une courte période tampon afin de pouvoir enchaîner sur le film du deuxième rouleau. On a alors le temps de remplacer le rouleau vide. Une table de raccordement peut encore simplifier ce processus, notamment avec les films fins. Une autre possibilité consiste à prévoir des rouleaux de film très gros pour une durée d'utilisation jusqu'à quatre fois plus longue.

Consommation de film

La quantité de film est limitée, lorsque c'est possible. Les espacements entre les emballages à découper (dans le sens de la marche) sont maintenus les plus courts possible grâce à une géométrie adaptée des outils de coupe. Les systèmes de positionnement par servomoteur y contribuent également (voir plus loin 'consommation énergétique'). La bordure résiduelle de l'emballage est également limitée. Des moules adaptés et un système adapté pour la mise sous vide et le 'gas flushing' (injection d'air à la composition adaptée) aident à réduire la quantité de film dans la largeur. Comme le moule est toujours plus gros que la forme de l'emballage, la surface du moule est limitée au maximum, si bien qu'après le processus de soudure, il faut découper le moins possible. Mais les films peuvent rétrécir ou se dilater en fonction de la température, si bien qu'il faut prévoir un peu de jeu pour des résultats de coupe fiable. Et ce jeu augmente la consommation de film. Les moules et les systèmes de découpe dont la position peut être adaptée pendant le cycle, aident à limiter les variations. Ainsi, la largeur des espacements entre les emballages peut être réduite quasiment de moitié. La quantité de matériau d'emballage peut aussi être réduite en appliquant un film plus fin sans toutefois compromettre l'intégrité de l'emballage. Via les techniques de formage par explosion ou par piston, le film est réparti uniformément sur la surface du moule, ce qui permet d'appliquer des films plus fins (respectivement de 15% et de 25%) avec le même résultat d'emballage. On peut aussi économiser du film grâce à un design d'emballage adapté. Les barquettes cannelées confèrent la stabilité nécessaire, qui serait partiellement perdue avec des films plus fins.

Consommation énergétique

En remplaçant des entraînements pneumatiques dans les systèmes de levage des stations de formage, de soudure et de découpe par des systèmes à servomoteur, on peut réduire la consommation énergétique jusqu'à 80%. Idem avec les dévidoirs de film et les pistons. En préchauffant sans air comprimé et en utilisant moins d'air comprimé lors du formage, il est possible de réduire la consommation d'air comprimé d'un quart. Les fabricants intègrent également des pompes à vide économes en énergie. Et avec un mode veille, l'installation consomme moins pendant les temps de pause.

Consommation d'eau

Une sonde mesure la température de l'eau dans le circuit de refroidissement. Une vanne pour l'eau de refroidissement s'ouvre et se ferme selon les besoins. Cela permet de réduire la consommation d'eau de moitié. Un refroidisseur de retour permet de former un circuit de refroidissement fermé. Ainsi, la machine ne nécessite pas d'eau neuve pour son refroidissement.

CONCEPTION HYGIENIQUE

Comme toutes les machines de production dans les environnements alimentaires, les thermoformeuses doivent répondre à des normes d'hygiène strictes. Une machine à la conception hygiénique augmente la conservation des aliments transformés, mais aussi sa propre longévité. Pensons à la corrosion causée par les fluides stagnants. Les fabricants prévoient des matériaux et des finitions de qualité comme des bords et des coins arrondis. Avec une classe de protection IP67, l'installation peut être nettoyée sous haute pression. Chaque recoin pouvant entrer en contact avec les aliments doit être accessible pour le nettoyage. Sur certains modèles spécifiques, les outils de formage sont verrouillés et chauffés lors du nettoyage afin d'être protégés de la contamination par des détergents et de la condensation.

INTEGRATION

Pour une ligne d'emballage bien huilée, les fabricants prévoient des possibilités d'intégration, permettant une communication avec des périphériques (encodeurs, système de dosage, remplisseurs, installations d'évacuation, ...). Les thermoformeuses peuvent être équipées d'une surveillance de processus (IPC) et de modes de travail supplémentaires. Il existe, par exemple, un module PDA (acquisition de données de production) qui donne un aperçu des conditions requises et des motifs d'arrêt. Via Ethernet et une interface OPC optionnelle, on peut alors échanger les données collectées entre les composants de la thermoformeuse et une base de données centrale. Cela aide à obtenir un rendement stable permanent et entraîne un contrôle de processus pouvant être géré de manière stable et simple. L'équipement doit être intégré dans des systèmes basés sur PC ou serveur pour l'évaluation, l'analyse et la visualisation des données de process, de la productivité de la machine et d'éventuels messages d'erreur. Il est aussi possible d'impliquer plusieurs lignes d'emballage. L'intégration ne couvrira d'ailleurs pas uniquement la ligne d'emballage, mais aussi l'environnement de production. Ainsi, les thermoformeuses dans des environnements corrosifs peuvent être équipées de composants résistants. Pour les applications dans des salles blanches, il existe des cabines faciles à installer avec des flux d'air laminaires qui peuvent séparer différentes zones de la ligne d'emballage.

AUTOMATISATION