Alimentation en vide économe en énergie pour les usines de transformation de la viande

Un concept d'emballage intégré qui garantit le conditionnement hygiénique, fiable, rapide et efficace des produits finis est un composant crucial dans la production moderne de viande et de charcuterie. C’est pourquoi les usines de transformation de la viande cherchent continuellement à optimiser leurs processus de production et à intégrer au mieux leurs chaînes d'emballage dans le processus global. Le choix du système de génération de vide a un impact significatif sur la fiabilité de fonctionnement et l’efficacité économique du processus d'emballage. Selon la taille de l’installation et les quantités de production impliquées, un certain nombre d’options d’alimentation en vide sont envisageables. Ces alternatives sont présentées ci-après ainsi que plusieurs pistes de réflexion, qui vous permettront de déterminer la solution la mieux adaptée en termes de technologie et de rentabilité.

L'emballage sous vide de la viande et de la charcuterie offre un avantage fondamental : l’élimination de l’air dans l’emballage réduit considérablement la teneur en oxygène, ralentit le développement des bactéries aérobies et, par conséquent, prolonge fortement la durée de conservation. L'emballage sous vide est par ailleurs un procédé hygiénique, qui permet une présentation attractive des produits. Il existe un grand nombre de machines d’emballage sous vide sur le marché, pour tous les besoins d'emballage. Indépendamment de leur conception ou de leur taille, ces machines d'emballage ont une chose en commun : le vide doit être généré conformément aux exigences de l'emballage sous vide. Pour ce faire, elles utilisent des pompes à vide intégrées ou distinctes. D’autres alternatives sont également possibles, telles que les systèmes d’alimentation en vide centralisés, qui permettent de raccorder plusieurs machines d’emballage.

Pompe à vide intégrée

En règle générale, qu’il s’agisse de machines à cloche, d’operculeuses ou de thermoformeuses, les pompes à vide sont intégrées au poste d'emballage sous vide ou installées à proximité immédiate. Il s’agit le plus souvent de pompes à palettes rotatives lubrifiées (Fig. 1). Ce type de pompe à vide, développé spécifiquement pour l'industrie de l'emballage par Busch Solutions de Vide dans les années 1960, a longtemps été la norme dans le secteur de l'emballage sous vide. Leur développement continu permet de proposer des pompes à vide toujours à la pointe de la technologie, avec plusieurs millions d’unités en service à travers le monde. Grâce à des performances énergétiques optimisées, la dernière génération de pompes de ce type permet de réaliser des économies d’énergie de l’ordre de 20 %.

Les pompes à vide, qu’elles soient intégrées aux machines d’emballage ou installées à proximité, constituent le moyen le plus simple et le plus répandu de générer du vide à des fins d'emballage. L’air est rapidement éliminé de l’emballage grâce à de courtes conduites entre la chambre à vide, la station d’operculage et la pompe à vide. Les grandes thermoformeuses, offrant des volumes d’emballage élevés, peuvent également être équipées de pompes boosters. Le fait de combiner des pompes à palettes rotatives avec des pompes boosters permet d’atteindre des vitesses supérieures et donc, de réduire les temps d’évacuation. En pratique, cela signifie des cycles moins longs et, par conséquent, une plus grande quantité de produits emballés par unité de temps. Notez qu’il convient d’envisager une centralisation au moins partielle de l’alimentation en vide pour les installations comptant plusieurs thermoformeuses.

Centralisation partielle

Avec la centralisation partielle (Fig. 2), les pompes à palettes rotatives sont délocalisées dans une zone distincte pour être intégrées à un système de pré-vide centralisé pour l’ensemble des machines d’emballage. Des pompes boosters fonctionnant à sec et sans huile sont installées directement au sein des machines d’emballage et connectées au système de pré-vide centralisé par le biais d’un système de conduites. L’adoption d’un système partiellement centralisé est indiquée pour les installations comptant deux à cinq thermoformeuses placées relativement proches les unes des autres, au sein d’une même zone. Pour les installations comprenant davantage de machines d’emballage, l’investissement financier est trop important à cause des pompes boosters requises pour les différentes machines ; il est alors recommandé d’opter pour une centralisation totale de l’alimentation en vide.

Alimentation en vide centralisée

La centralisation totale de l’alimentation en vide (Fig. 3 et 4) constitue généralement une option économiquement viable à partir de six machines d’emballage. Une alimentation centralisée requiert en effet un nombre nettement inférieur de pompes à vide que les installations impliquant un ensemble de pompes individuelles montées au niveau des chaînes d'emballage. Lors du passage d’une alimentation en vide décentralisée à une solution centralisée, les pompes à vide préexistantes peuvent être intégrées au nouveau système afin de réduire les coûts d’investissement. En outre, la réduction importante des coûts énergétiques liée à l’utilisation de pompes boosters ne doit pas être sous-estimée. Les besoins en refroidissement du système de climatisation sont également réduits du fait que toutes les pompes à vide sont situées à l'extérieur de la zone d'emballage. Ceci, à son tour, améliore clairement la consommation totale d'énergie en faveur d'un système centralisé.

L’absence de tout générateur de vide dans la zone de production et/ou d'emballage écarte le risque de contamination des aliments par les aérosols d’huile. Ce système élimine par ailleurs le besoin de pénétrer dans la zone d'emballage, qui est une zone hautement sensible du point de vue de l’hygiène, à des fins de maintenance ou de réparation. Cela permet d’obtenir des conditions de salle blanche dans la zone à proximité des chaînes d'emballage.

Les chambres d’emballage sont dotées d’une évacuation bi-étagée, afin de permettre des fréquences de cycle maximales sur les chaînes d'emballage. Pour ce faire, il convient d’utiliser le gradient de pression critique afin de permettre l’évacuation la plus rapide possible.

Cela requiert une unité de pompage primaire pour l’évacuation initiale, et une pompe à vide fin pour l’évacuation à la pression d'emballage. Des soupapes d'inversion pour les différentes unités de contrôle sont montées sur les machines d’emballage. Ils contrôlent la transition vide primaire/vide fin.

Pour les thermoformeuses, la station de moulage est alimentée à l’aide d’une pompe à vide dédiée distincte. Cela permet de garantir que les matériaux de base préalablement chauffés sont aspirés dans la barquette afin de prendre la forme souhaitée.

Cette séparation en plusieurs stations de vide est nécessaire puisque, d'une part, les fonctions de moulage et d’operculage nécessitent des niveaux de vide différents, et que d'autre part, la vitesse de pompage requise pour l’évacuation bi-étagée de la chambre d’étanchéité est nettement inférieure. Le système de conduites sert alors de réserve de vide. Cette réserve est essentielle pour maintenir la pression d'emballage à un niveau constant, même lorsque toutes les machines d’emballage fonctionnent avec le même nombre de cycles.

Le système de vide centralisé est entièrement automatisé : il active et désactive les différents modules de vide en fonction du niveau de vide requis. En cas de dysfonctionnement d’une pompe, qu’il s’agisse du groupe de pompage primaire, de vide fin ou de thermoformage, la pompe de secours est automatiquement activée. Cela permet de garantir une fiabilité de fonctionnement maximale pour l’alimentation en vide des machines d’emballage.

Tout système d’alimentation en vide centralisé est nécessairement modulaire, ce qui signifie qu’il est possible de désactiver des modules à des fins de maintenance. Dans ce cas, une unité de secours prend automatiquement le relais. Cela permet de réaliser des interventions de maintenance sans affecter le volume de production des machines d’emballage. Par ailleurs, avec un système centralisé, chaque pompe à palettes rotatives est soumise à une charge nettement moindre par rapport à un système avec des unités distinctes, ce qui permet d’étendre les intervalles de maintenance. L’installation du système centralisé en dehors de la zone de production présente également un intérêt pour la maintenance, puisque cela permet d’éliminer toute interruption de service et toute violation des normes d’hygiène.

Les systèmes d’alimentation en vide centralisés sont parfaitement adaptés pour une intégration au système de contrôle des processus opérationnels, permettant ainsi le pilotage et le contrôle de l’installation de vide à l’aide d’un système informatique. Toute indication de défaillance imminente peut alors facilement être identifiée et rectifiée afin d’éviter les dysfonctionnements. Les paramètres techniques requis peuvent être contrôlés en permanence, et la pression de chaque ligne de vide est présentée sous forme graphique. Cela permet d’évaluer et d’archiver l’ensemble des données de processus, et de fournir toutes les informations pertinentes aux services d’assurance qualité et de réparation.

Récapitulatif

Pour les installations comptant deux machines d’emballage sous vide ou plus, l’opérateur ou le responsable des opérations doit prendre en considération la façon dont le vide est généré. Il convient de ne pas oublier que toute installation de production, comme les mélangeurs et les poussoirs à saucisses, par exemple, requiert une génération de vide qui peut également être assurée par un système de vide centralisé. Il existe une multitude d’applications de vide possibles, chacune présentant des niveaux de vide et des vitesses de pompage différentes. Une analyse individuelle approfondie par un spécialiste du vide est donc indispensable pour déterminer la solution la mieux adaptée. Pendant des décennies, Dr.-Ing. K. Busch GmbH a aidé de nombreux clients à travers le monde, en concevant et en fabriquant des systèmes d’alimentation en vide centralisés. En tant que premier fabricant mondial de pompes à vide pour l'emballage, nous proposons une expertise éclairée afin d’identifier, au cas par cas, la solution de vide la plus viable sur les plans économique et technique.