Tendances de l'automatisation de l'emballage alimentaire en 2022

Écrit par les spécialistes d'Emerson .

La commodité des aliments et des boissons emballés continue de stimuler la croissance de cette industrie. En fait, le marché américain des aliments emballés devrait croître à un taux de croissance annuel composé de 4,1 % de 2021 à 2028. L'automatisation des processus d'emballage alimentaire a aidé les entreprises à répondre à la demande et à garantir la fraîcheur des aliments emballés pour les clients.

L'une des principales technologies utilisées dans l'automatisation de l'emballage alimentaire est la pneumatique. La technologie pneumatique, y compris les vannes pneumatiques et les actionneurs pneumatiques, est propre, fiable et facile à entretenir. Les dernières avancées en matière de conception hygiénique, de sécurité des machines et d'efficacité énergétique des produits pneumatiques font partie des principales tendances de 2022 en matière d'automatisation de l'emballage.

Conception hygiénique

Dans les emballages alimentaires et de boissons, les composants utilisés dans les machines d'emballage doivent respecter des réglementations strictes en matière de contact alimentaire et être robustes pour résister aux procédures de lavage répétées. Les derniers systèmes de vannes, comme ceux utilisés dans les applications d'emballage sous vide, ont la classe de protection la plus élevée et un certain nombre de fonctionnalités économiques qui facilitent le nettoyage.

Traditionnellement, les systèmes de vannes nécessitaient des armoires ou d'autres boîtiers pour protéger les composants sensibles des environnements d'application humides ou difficiles. Bien que les armoires en acier inoxydable offrent la protection nécessaire, elles peuvent être coûteuses. Les systèmes de vannes d'aujourd'hui sont des produits de lavage sans armoire qui ont été spécialement conçus pour offrir le même niveau de protection tout en améliorant les performances des cylindres - sans le coût supplémentaire d'une enceinte. Cela améliore les temps de réponse et augmente les économies d'énergie dans les applications d'emballage grâce à moins d'air comprimé nécessaire pour chaque cycle de la vanne. Le fait d'avoir des conduites d'air comprimé plus courtes entre la soupape et le cylindre équivaut à moins de volume à remplir et à évacuer, ce qui améliore les performances du cylindre.

Ces systèmes de vannes sont conçus pour un nettoyage facile et construits à partir de matériaux robustes et hygiéniques qui peuvent résister aux produits chimiques agressifs et aux hautes pressions utilisées dans les processus de lavage. AVENTICS ^TM d'Emerson Le système de vanne Clean Line de la série CL03, par exemple, n'a pas de joints ni d'espaces et utilise des composants en acier inoxydable et des polymères appropriés pour le lavage à haute pression à l'aide de produits chimiques agressifs.

Le CL03 a également obtenu un indice IP69K, la classe de protection la plus élevée. Les produits qui atteignent cette cote offrent une protection contre la poussière et les liquides de lavage à haute température et à haute pression, ce qui les rend idéaux pour les applications d'emballage et de transformation des aliments où les machines doivent être soigneusement désinfectées. Il utilise également un lubrifiant NSFH1 (qualité alimentaire).

En plus de leurs conceptions hygiéniques, les derniers systèmes de vannes sont hautement configurables pour répondre aux besoins de chaque application et sont compatibles avec une large gamme de protocoles de communication. Certains fournisseurs de systèmes de vannes disposent d'outils de configuration en ligne qui permettent aux ingénieurs concepteurs d'accéder facilement aux dessins CAO, aux schémas, aux numéros de pièces et aux composants associés. Beaucoup peuvent être combinés avec des actionneurs pneumatiques; le CL03 peut être couplé aux vérins AVENTICS série ICS et série M d'Emerson dans les applications de lavage.

Sécurité des machines

Pour les équipements nécessitant une maintenance, les entreprises de CPG (biens de consommation emballés) ont de plus en plus tendance à mettre en œuvre diverses formes de sécurité fonctionnelle, le plus souvent conformes à la norme ISO 13849. Qu'il s'agisse d'un LOTO complet (verrouillage/étiquetage) ou de la mise en œuvre du « exception d'entretien mineur », la méthode la plus courante pour rendre les composants pneumatiques « sûrs », consiste à libérer l'énergie pneumatique. Le composant préféré pour mettre en œuvre cette "fonction de sécurité" est une soupape d'échappement de sécurité redondante (illustrée ci-dessous), qui peut faire partie d'un ensemble de préparation d'air qui alimente en air comprimé une machine ou une section d'une machine.

Comme déterminé par les évaluations des risques, un grand pourcentage de ces incursions régulières d'équipement nécessite une solution de sécurité PLd de catégorie 3 pour rendre l'équipement sûr. Les solutions PLd de catégorie 3 nécessitent des circuits redondants pour compléter la fonction de sécurité. Le RSEV atteint cette cote de sécurité en utilisant des vannes redondantes et une couverture de diagnostic (par exemple, la surveillance de la position du tiroir) pour garantir que l'énergie stockée sous forme d'air comprimé est épuisée. Lorsqu'un dispositif tel qu'une porte de sécurité est déclenché, deux sorties de sécurité sont envoyées au RSEV. En cas de défaillance d'une vanne, la vanne redondante assurera tout de même la fonction de sécurité. La couverture de diagnostic déclenchera une alarme afin que des mesures puissent être prises pour remédier à la panne avant de reprendre l'opération.

Certaines vannes de sécurité redondantes, comme la RSEV d'Emerson disponible avec les solutions de préparation d'air AVENTICS séries 652 et 653, disposent d'une fonction de démarrage progressif intégrée. Au démarrage, cette fonction se remplit à un taux réduit de 60 à 70 % de la pression finale du système avant de s'ouvrir complètement. La lente accumulation de pression/force, lorsque les actionneurs se déplacent vers leur position d'origine/démarrage, évite d'endommager les composants et l'équipement.

Efficacité énergétique

La décarbonisation continue d'être une tendance dans presque toutes les industries, y compris les aliments et les boissons. La réduction de la consommation d'énergie est une priorité très élevée pour les entreprises d'emballage, et les fabricants de CPG recherchent des moyens de mieux contrôler la consommation d'énergie dans leurs installations. En conséquence, beaucoup équipent de nouvelles machines et modernisent les machines existantes avec des capteurs de débit d'air.

La consommation d'air comprimé est une source importante d'utilisation d'énergie dans les applications d'emballage. Si elles ne sont pas détectées et non traitées, les fuites d'air comprimé peuvent gaspiller d'importantes quantités d'énergie et d'argent. Les capteurs de débit d'air qui surveillent en permanence le débit d'air comprimé en temps réel peuvent aider les opérateurs à détecter et traiter les fuites plus tôt, en minimisant les pertes d'énergie et en améliorant la durabilité.

En mesurant en continu les paramètres de processus, y compris la pression, la température, le débit massique, le débit volumétrique, la vitesse d'écoulement, la masse totale, le volume total et l'énergie, les capteurs peuvent aider les opérateurs à suivre la consommation d'air et l'utilisation d'énergie. Les opérateurs peuvent ensuite utiliser les données collectées pour localiser et résoudre les problèmes potentiels, tels que les fuites, avant qu'ils ne surviennent. En prévenant les fuites, les installations peuvent améliorer l'efficacité énergétique tout en réduisant les temps d'arrêt et les coûts.

Les capteurs de débit d'air conviennent aux installations de toutes tailles, à tout moment de leur parcours de transformation numérique. Certains capteurs de débit d'air, tels que le capteur AVENTICS série AF2 d'Emerson, permettent aux opérateurs de voir les données au niveau de la machine et permettent aux installations de conserver les données collectées au sein de leur propre réseau informatique sans se connecter au cloud. Les installations peuvent également connecter des capteurs à une passerelle pour accéder à des informations supplémentaires. Les fabricants de vannes de régulation de débit d'air expérimentés dans la transformation numérique peuvent aider les installations à décider ce qui convient le mieux à leurs besoins et objectifs individuels.

Un niveau de performance supérieur

Les dernières tendances en matière d'automatisation de l'emballage alimentaire donnent aux entreprises d'emballage la possibilité de s'assurer que les machines de leurs lignes répondent aux normes de sécurité, d'efficacité énergétique et d'hygiène les plus élevées.

Pour plus d'informations sur les technologies pneumatiques qui permettent d'atteindre ce niveau de performance, rendez-vous sur https://www.emerson.com/en-us/industries/automation/food-beverage ou contactez un expert chez JH Foster.