10 réflexions pour une utilisation optimale de la technologie de vide
La technologie de vide joue un rôle considérable dans l'emballage des denrées alimentaires et autres produits. Le vide est indispensable partout, de l'emballage sous vide aux sacs tubulaires, blisters et emballages thermoformés. Sans vide, il serait également impossible de manipuler et de transporter des cartons ou d'automatiser des systèmes de palettisation ou de préparation de commandes. Diverses machines de remplissage utilisent également le vide pour la ligne d'alimentation en produit ou pour manipuler l'emballage (saisie et dépose d'objets).
À l'inverse de la technologie d'air comprimé, de nombreux utilisateurs trouvent la technologie de vide plutôt délicate à appréhender. C'est pour cela que les pompes à vide sont souvent mal utilisées ou que leur sortie est inutilement surdimensionnée. Ceci donne des résultats peu satisfaisants, des processus sujets aux perturbations, une consommation d'énergie ou des coûts d'exploitation excessifs. Les 10 considérations ci-dessous ont été regroupées pour vous aider à utiliser la technologie de vide de façon aussi efficace et rentable que possible, de manière à optimiser les processus et réduire les coûts d'exploitation.
1. Comprendre la physique du vide
L'objectif principal des pompes à vide et des systèmes de vide est d'aspirer l'air d'un système fermé de manière à y créer le vide. Ceci signifie qu'ils créent un niveau de pression inférieure à la pression atmosphérique ou à la pression ambiante.-
Fig. 1 : illustration du vide en millibars et en pourcentage.
Dans la technologie d'emballage, vous pouvez utiliser le vide pour aspirer, évacuer, former, presser, maintenir, déplacer, remplir et transporter. Le niveau de vide utilisé dépend de l'application, mais il se situe toujours entre 1 et 900 millibars [mbar] (absolu). En supposant que la pression atmosphérique (pression de l'air) est de 1 000 mbar, ce niveau de vide se situerait entre 10 et 99,9 pour cent (fig. 1).
En plus du niveau de vide atteint par une pompe à vide (également appelée pression finale), la vitesse de pompage d'une pompe à vide est une autre variable clé. La vitesse de pompage indique la quantité d'air qu'une pompe à vide est capable d'extraire pendant une durée donnée. La vitesse de pompage est normalement donnée en mètres cubes par heure [m3/h]. Ces deux paramètres techniques sont liés. Cette relation est décrite par la courbe de vitesse de pompage (fig. 2).
-
Fig. 2 : courbe de vitesse de pompage typique : lorsque la pression chute, la vitesse de pompage décroit.
2. Choisir le générateur de vide idéal
Il existe une multitude de technologies de vide différentes. Les pompes à vide ou soufflantes mécaniques suivantes sont principalement utilisées dans le domaine de la technologie d'emballage (fig. 3):-
Fig. 3 : comparaison de différentes pompes à vide et leur utilisation potentielle dans le domaine de l'emballage.
1. Pompes à vide à palettes rotatives, à fonctionnement à sec
Les pompes à vide à palettes rotatives, à fonctionnement à sec, sont idéales pour une large gamme de processus d'emballage. Ces pompes sont capables d'atteindre un niveau maximum de vide de 100 mbar. Cependant, la vitesse de pompage ne doit pas excéder 40 m3/h car les palettes des pompes à vide plus grandes de ce type de pompe s'usent plus ; elles nécessitent donc des travaux de maintenance plus importants et engendrent des coûts plus élevés.
Les pompes à vide à palettes rotatives, à fonctionnement à sec, sont idéales pour une large gamme de processus d'emballage. Ces pompes sont capables d'atteindre un niveau maximum de vide de 100 mbar. Cependant, la vitesse de pompage ne doit pas excéder 40 m3/h car les palettes des pompes à vide plus grandes de ce type de pompe s'usent plus ; elles nécessitent donc des travaux de maintenance plus importants et engendrent des coûts plus élevés.
2. Pompes à vide à palettes rotatives et lubrifiées à l'huile
Les pompes à vide à vide à palettes rotatives et lubrifiées à l'huile permettent d'atteindre un niveau de vide de 0,1 mbar. Elles sont classiquement utilisées dans les systèmes d'emballage sous vide mais elles peuvent également être utilisées dans de nombreuses autres applications industrielles. Les pompes à vide rotatives à palettes peuvent fonctionner à des vitesses de pompage comprises entre 3 et 1 600 m3/h. Le fluide de fonctionnement, qui est de l'huile, circule dans un circuit interne.
Les pompes à vide à vide à palettes rotatives et lubrifiées à l'huile permettent d'atteindre un niveau de vide de 0,1 mbar. Elles sont classiquement utilisées dans les systèmes d'emballage sous vide mais elles peuvent également être utilisées dans de nombreuses autres applications industrielles. Les pompes à vide rotatives à palettes peuvent fonctionner à des vitesses de pompage comprises entre 3 et 1 600 m3/h. Le fluide de fonctionnement, qui est de l'huile, circule dans un circuit interne.
3. Pompes à vide sèches à becs
Les pompes à vide sèches à becs ne nécessitent aucun fluide de fonctionnement dans la chambre de compression. Leur principe de fonctionnement sans contact offre l'avantage d'une maintenance réduite. Elles atteignent des pressions finales pouvant aller jusqu'à 40 mbar et leur vitesse de rotation peut être asservie entre 20 et 80 Hertz, ce qui permet de les utiliser dans des processus dans lesquels les exigences de sortie modifiables doivent être respectées sur demande. Les vitesses de pompage classiques vont de 40 à 1 000 m3/h.
Les pompes à vide sèches à becs ne nécessitent aucun fluide de fonctionnement dans la chambre de compression. Leur principe de fonctionnement sans contact offre l'avantage d'une maintenance réduite. Elles atteignent des pressions finales pouvant aller jusqu'à 40 mbar et leur vitesse de rotation peut être asservie entre 20 et 80 Hertz, ce qui permet de les utiliser dans des processus dans lesquels les exigences de sortie modifiables doivent être respectées sur demande. Les vitesses de pompage classiques vont de 40 à 1 000 m3/h.
4. Pompes à vide sèches à vis
Les pompes à vide sèches à vis ne nécessitent pas non plus de fluide de fonctionnement pour compresser l'air extrait. Elles atteignent un niveau de vide de 0,1 mbar voire moins. Comme la plupart des applications fonctionnent à des pressions bien plus élevées, les pompes à vide à vis sont en général uniquement utilisées dans des machines d'emballage sous vide plus grandes, comme alternative aux pompes à vide à palettes rotatives dotées d'un booster de vide supplémentaire.
Les pompes à vide sèches à vis ne nécessitent pas non plus de fluide de fonctionnement pour compresser l'air extrait. Elles atteignent un niveau de vide de 0,1 mbar voire moins. Comme la plupart des applications fonctionnent à des pressions bien plus élevées, les pompes à vide à vis sont en général uniquement utilisées dans des machines d'emballage sous vide plus grandes, comme alternative aux pompes à vide à palettes rotatives dotées d'un booster de vide supplémentaire.
5. Soufflantes à canal latéral
L'un des signes distinctifs des soufflantes à canal latéral est leur vitesse de pompage élevée. Parce qu'elles atteignent uniquement des pressions différentielles faibles, elles peuvent seulement offrir un niveau de vide maximum de 500 mbar. C'est pourquoi elles sont idéalement adaptées aux applications qui nécessitent une vitesse de pompage élevée associée à un niveau de vide faible. Bien que les soufflantes à canal latéral ne nécessitent aucune maintenance, elles ont une efficacité énergétique moindre si elles sont utilisées dans la zone de fonctionnement proche de la limite de leurs performances.
L'un des signes distinctifs des soufflantes à canal latéral est leur vitesse de pompage élevée. Parce qu'elles atteignent uniquement des pressions différentielles faibles, elles peuvent seulement offrir un niveau de vide maximum de 500 mbar. C'est pourquoi elles sont idéalement adaptées aux applications qui nécessitent une vitesse de pompage élevée associée à un niveau de vide faible. Bien que les soufflantes à canal latéral ne nécessitent aucune maintenance, elles ont une efficacité énergétique moindre si elles sont utilisées dans la zone de fonctionnement proche de la limite de leurs performances.