Lexique technique du remplissage industriel des poudres

Sommaire

• Abrasif
• Agglomérant
• Collant
• Corrosif
• Coulant
• Hétérogène
• Homogène
• Hygroscopicité
• IPFA
• Métrologie légale
• Pondéral
• Pulvérulent
• Volumétrique

Abrasif

Une poudre abrasive est une poudre composée de petits grains très durs.

Impact sur le remplissage

Les poudres abrasives usent progressivement les outillages de dosage. Lorsqu’ils sont usés (spires tranchantes, pas variables d’une spire à l’autre), le dosage devient moins précis en raison de la modification progressive du volume délivré.

Solution

Appliquer un traitement de surface sur l’outillage permet d’augmenter sa résistance à l’usure et donc sa longévité.
Une autre solution consiste à utiliser des matériaux plus durs pour fabriquer les vis de dosage.

Cas typiques dans l’industrie

Les poudres contenant de la silice, comme les exfoliants, sont typiquement abrasives.

Agglomérant

Une poudre agglomérante est une poudre qui a une tendance naturelle à former des mottes ou agglomérats.

Impact sur le remplissage

Une poudre non agglomérante s’écoule de manière régulière et continue.
Une poudre agglomérante s’écoule par mottes dont le poids est variable. Cette variabilité du poids des mottes entraîne des à-coups d’écoulement et dégrade la répétabilité du dosage.

Solution

Dans la trémie de la doseuse, utiliser des agitateurs pour poudres agglomérantes, qui vont casser les liaisons, sans dénaturer le produit.
La poudre sera plus fluide, le flux plus régulier, et donc le dosage plus précis.

Cas typiques dans l’industrie

Certains compléments alimentaires comme les protéines peuvent être agglomérantes.

Collant

Une poudre collante est une poudre dont la composition favorise l’adhérence aux surfaces métalliques ou polymères des équipements.

Impact sur le remplissage

Une poudre collante adhère aux surfaces de l’outillage pendant le dosage. Au fur et à mesure de la production, la vis s’encrasse progressivement. L’encrassement modifie progressivement le volume utile de la vis, ce qui entraîne une dérive du poids dosé.

Solution

Choisir des géométries de vis de dosage moins sensibles à l’encrassement (exemple : angle de spire).
Une alternative est l’application de traitements de surface permettant de diminuer l’adhérence.

Cas typiques dans l’industrie

Certains peptides sont particulièrement collants.

Corrosif

Une poudre corrosive est une poudre dont la composition chimique attaque ou dégrade les matériaux (métaux, joints, polymères) en contact avec le produit.

Impact sur le remplissage

La corrosion peut altérer les outillages de dosage, les trémies et les châssis notamment en cas de projection de fines sur les structures. Elle modifie progressivement les jeux mécaniques, peut entraîner une dérive progressive du dosage et réduit la durée de vie des équipements.

Solution

Pour les pièces en contact avec le produit, choisir des matériaux compatibles (polymères techniques, revêtements spécifiques).
Limiter les zones de rétention de produit et nettoyer régulièrement les machines.

Cas typiques dans l’industrie

La soude caustique ainsi que les produits chlorés pour piscines sont fortement corrosifs.

Coulant

Une poudre coulante est une poudre particulièrement fluide, qui s’écoule facilement sous l’effet de la gravité.

Impact sur le remplissage

En fin de cycle, l’inertie du flux dans la vis et la gravité provoquent un écoulement résiduel. Ces coulures peuvent salir la zone de remplissage, les flacons, et fausser la régularité des doses.

Solution

Adapter la géométrie de la vis de dosage (par exemple l’angle de spire) permet de réduire significativement l’écoulement résiduel de la poudre.
Une autre possibilité est d’ajuster la courbe de décélération de la vis afin de réduire l’inertie du produit.

Cas typiques dans l’industrie

Le toner d’imprimante est une poudre très fluide.

Hétérogène

Une poudre hétérogène est un mélange dont les composants n’ont pas les mêmes caractéristiques (densité, granulométrie, forme des particules…) et peuvent se séparer sous l’effet des vibrations ou des transferts (phénomène de ségrégation ou démélange).

Impact sur le remplissage

Le démélange compromet l’homogénéité du produit final et peut entraîner une non-conformité réglementaire, notamment en environnement pharmaceutique.

Solution

Éviter les systèmes favorisant les vibrations (comme certains couloirs vibrants), qui accélèrent la ségrégation.
Privilégier le dosage à vis verticale et une alimentation gravitaire.
Limiter les hauteurs de chute du produit afin de réduire le risque de démélange.

Cas typiques dans l’industrie

Les produits pharmaceutiques sont souvent composés d’une base majoritaire et d’un principe actif.

Homogène

Une poudre homogène est un mélange dont la composition est uniforme dans l’ensemble du lot.

Impact sur le remplissage

Une poudre homogène garantit une composition constante d’un lot à l’autre et facilite la maîtrise de la répétabilité du dosage.

Limite

Une poudre homogène peut se démélanger si elle est soumise à des vibrations excessives ou à des compressions importantes.

Hygroscopicité

Une poudre hygroscopique est une poudre qui absorbe ou retient l’humidité présente dans l’air ambiant.

Impact sur le remplissage

En fonction de l’environnement (température et humidité), les propriétés physiques de la poudre changent : l’absorption d’humidité modifie la densité apparente et la cohésion de la poudre, ce qui altère l’écoulement et la répétabilité du dosage.

Solution

Travailler dans un environnement à hygrométrie contrôlée.
Lorsque la maîtrise de l’hygrométrie n’est pas possible, privilégier un dosage pondéral ou un système volumétrique avec correction de tendance.

Cas typiques dans l’industrie

De nombreux produits pharmaceutiques, ainsi que des aliments comme la chicorée et de nombreuses épices, sont hygroscopiques.

IPFA

Un IPFA est un instrument de pesage à fonctionnement automatique au sens de la réglementation européenne. Il peut prendre la forme d’une doseuse pondérale (DO) ou d’une trieuse pondérale (TRI).

Impact sur le remplissage

Une doseuse pondérale relevant de la métrologie légale fait l’objet d’une vérification initiale (par exemple évaluation de la conformité au module D). Cette vérification atteste de la conformité de la machine sur une plage de dosage définie, conformément aux exigences réglementaires. Ces exigences portent notamment sur les erreurs maximales tolérées, la précision et la répétabilité du dosage.

Limite

La fabrication et la mise sur le marché d’un IPFA nécessitent l’obtention par le constructeur d’un certificat d’examen UE de type délivré par un organisme notifié (par exemple le LNE en France).
Les équipements utilisés en métrologie légale doivent également faire l’objet de contrôles périodiques.

Cas typiques dans l’industrie

Produits préemballés destinés à la vente aux consommateurs ou applications soumises à métrologie légale.

Métrologie légale

La métrologie légale regroupe les procédures et exigences réglementaires visant à assurer la protection des consommateurs et l’exactitude des mesures utilisées dans les transactions commerciales.

Impact sur le remplissage

Les opérateurs réalisant le conditionnement doivent mettre en place des procédures et des contrôles afin de garantir que le poids net indiqué sur l’emballage correspond au poids réellement contenu dans le produit préemballé.

Solution

Les conditionneurs peuvent :
– Mettre en place des contrôles statistiques du poids net à l’aide d’un instrument de pesage à fonctionnement non automatique (IPFNA).
– Utiliser une doseuse pondérale relevant de la métrologie légale (IPFA).
– Mettre en œuvre une trieuse pondérale (IPFA) pour un contrôle systématique en ligne.

Cas typiques dans l’industrie

Produits préemballés destinés à la vente aux consommateurs.

Pondéral

Une machine pondérale est équipée d’un système de pesage (cellule de charge ou peson) qui mesure en continu le poids du produit et arrête le dosage lorsque la consigne est atteinte.

Impact sur le remplissage

Le dosage pondéral offre une très bonne précision et compense les variations de densité ou d’écoulement du produit.

Limite

Le micro-dosage nécessite des cellules de charge à très faible échelon (par exemple 0,01 g). Dans ce cas, l’environnement (mouvements d’air, vibrations mécaniques) peut fausser les pesées. Un dosage volumétrique peut alors s’avérer plus stable.
Le dosage pondéral fonctionne généralement en deux phases : une phase rapide en début de cycle, puis une phase de finition plus lente pour atteindre la consigne avec précision. Il est souvent moins rapide qu’un dosage volumétrique.

Cas typiques dans l’industrie

Remplissage de compléments alimentaires, conditionnement de grands volumes ou applications soumises à métrologie légale.

Pulvérulent

Une poudre pulvérulente est une poudre qui génère facilement des particules fines lors des transferts ou de l’écoulement, lesquelles se dispersent dans l’air.

Impact sur le remplissage

Les particules fines peuvent contaminer la zone de conditionnement, dégrader la propreté des emballages et poser des problèmes de sécurité (ATEX, inhalation, contamination croisée) ou de conformité.

Solution

Éviter les systèmes de dosage générant des vibrations (couloirs vibrants).
Mettre en place un système de captation ou de dépression dans la zone de conditionnement.
Limiter les hauteurs de chute de produit pour l’alimentation et le dosage.
Limiter la rotation des agitateurs dans la trémie de dosage, qui pourraient générer des fines.

Cas typiques dans l’industrie

Certaines épices, comme la cannelle, ainsi que certains compléments alimentaires, comme le collagène, sont particulièrement pulvérulents.

Volumétrique

Une machine réalise un dosage volumétrique lorsque la consigne correspond à un volume de produit à délivrer.

Impact sur le remplissage

Le dosage volumétrique fonctionne généralement à vitesse constante. Il permet d’atteindre des cadences élevées. Il est particulièrement adapté aux micro-dosages lorsque le produit présente un comportement stable.

Limite

La répétabilité dépend fortement de la stabilité de la densité apparente et de l’écoulement du produit.
L’utilisation d’un système de pesée post-dosage avec correction de tendance permet de limiter les dérives.

Cas typiques dans l’industrie

Lignes de remplissage à haute cadence, remplissage de produits pharmaceutiques ou cosmétiques en petites doses.

 

Pour en savoir plus sur le remplissage de poudre, parcourez notre guide complet du remplissage de poudre.