Ensacheuse verticale

Le prix d'une ensacheuse verticale VFFS oscille entre 15 000 et 150 000 € pour un achat neuf. Une ensacheuse verticale d'occasion se négocie généralement entre 10 000 et 40 000 € selon l'année, l'état et les options

Les principaux postes d'augmentation du prix d'achat :

• Peseuse multi-têtes : + 15 000 à 40 000 € selon la précision et le nombre de têtes.
• Exécution inox complète (AISI 304/316) : + 10 à 30 % sur le prix de base.
• Module MAP + analyseur O₂ : + 5 000 à 15 000 €.
• Impression jet d'encre ou thermo-transfert : + 3 000 à 8 000 €.
• Module doypack ou fond plat : + 8 000 à 20 000 €.
• Trieuse pondérale en ligne : + 10 000 à 25 000 €.
• Détecteur de métaux : + 8 000 à 20 000 €.

Une ensacheuse verticale est une machine automatique de conditionnement qui réalise trois opérations en continu : former un sachet à partir d'une bobine de film plat, remplir ce sachet avec le produit, puis sceller et découper chaque sachet individuellement. On parle de machine VFFS (Vertical Form Fill Seal). Le terme FFS désigne la famille générique "formage-remplissage-scellage". La variante VFFS précise que le formage et le remplissage s'effectuent verticalement, par gravité. Elle se distingue de l'ensacheuse à sachets préformés (machine FS, Fill & Seal), qui travaille à partir de sachets déjà fabriqués. 

La machine ne convient pas aux produits nécessitant un positionnement précis à plat (barres, pièces de forme définie) ni aux produits qui ne s'écoulent pas librement par gravité sans système de dosage adapté.

Une ensacheuse VFFS produit plusieurs formats selon l'outillage et la configuration :

• Sachet coussin (pillow pack) : format standard, 3 soudures, production rapide, large compatibilité produit.
• Sachet fond plat / fond carré : tient debout, présentation améliorée, requiert un outillage de soufflet.
• Sachet à soufflets latéraux (gusset) : volume accru, stabilité en linéaire.
• Sachet quad seal (4 coins soudés) : rigidité et capacité supérieures.
• Sachet 4 soudures (flat pouch) : aspect plat, adapté aux petits grammages.
• Stick pack : format unidose allongé, nécessite une machine multipistes dédiée.
• Doypack via module : possible sur certaines VFFS avec module spécifique, avec une perte de cadence de 20 à 40 %.

La plage dimensionnelle couverte par la majorité des VFFS industrielles s'étend de 30 à 485 mm en largeur et de 40 à 350 mm en hauteur.

• Étape 1 : alimentation de la bobine. L'opérateur installe une bobine de film plat sur le dérouleur. Un système de contrôle de tension (bras danseur ou servo-motorisé) maintient une tension constante pour éviter les plis et les déchirures.
• Étape 2 : guidage et centrage. Des capteurs photoélectriques lisent les repères d'impression (marques d'œil, eye marks) sur les films imprimés. Un actionneur corrige en continu le centrage latéral du film. Un capteur de fin de bobine déclenche une alarme avant l'arrêt.

• Étape 3 : passage sur le collier de formage (tube formeur). Le film plat passe autour d'un épaulement (conformateur ou collerette) qui lui donne une forme tubulaire. La qualité géométrique de ce composant conditionne la régularité des soudures.
• Étape 4 : soudure longitudinale. Les bords du film se chevauchent (joint en recouvrement "lap seal") ou se rejoignent bord à bord (joint en ailette "fin seal"). Une barre chauffante soude ce joint vertical en continu. L'épaisseur et la structure du film (complexe, monomatériau, papier kraft) déterminent la température et la pression à appliquer.

• Peseuse multi-têtes associative : pour granulés et solides irréguliers. Précision typique : ± 0,5 à 1 g selon le produit. Cadence élevée.
• Vis sans fin (auger) : pour poudres. Bonne précision volumétrique. Sensible à la densité apparente et à l'hygroscopie.
• Doseur volumétrique à coupelle : pour granulés réguliers (sucre, sel). Simple et rapide, mais sensible aux variations de densité.
• Pompe à piston ou à engrenages : pour liquides et semi-liquides. Nettoyage rigoureux exigé entre les changements de produit.

Un doseur sous-dimensionné devient le goulot d'étranglement de la ligne et réduit directement l'OEE.

• Étape 6 : soudure transversale du fond. Les mâchoires transversales (horizontales) compriment et chauffent le film sur une largeur définie, créant simultanément le fond du sachet en cours et le haut du sachet précédent.
• Étape 7 : découpe. Un couteau intégré aux mâchoires ou indépendant sépare les sachets. Des perforations (chapelet) ou des découpes de forme (eurohole) s'effectuent au même poste.
• Étape 8 : évacuation et contrôle. Les sachets finis tombent sur un convoyeur ou dans un bac. Une trieuse pondérale ou un contrôle de fermeture optique vérifie chaque sachet en sortie.

Le sachet coussin (pillow pack) est le format standard produit par une VFFS. Il présente une soudure longitudinale au dos et deux soudures transversales (fond et haut). Sa fabrication est rapide : la machine ne nécessite pas d'outillage spécifique au-delà du collier de formage adapté à la largeur souhaitée. Ce format convient aux snacks, aux granulés, aux poudres, aux légumes secs et aux produits petfood. Sa limite est l'absence de stabilité debout en linéaire.

Le sachet fond plat (flat bottom ou SOS) repose verticalement grâce à une base soudée séparément. Il requiert un mécanisme de soufflet intégré à la machine ou un outillage supplémentaire. Le quad seal (4 panneaux soudés) offre une rigidité supérieure pour les grands volumes. Ces formats allongent le cycle de soudure. La cadence effective est généralement inférieure de 15 à 30 % par rapport au sachet coussin pour une même machine. Ils nécessitent un film à structure barrière plus complexe pour maintenir la forme.

Le stick pack est un sachet cylindrique de petit diamètre, adapté aux unidoses (café, sucre, compléments alimentaires, cosmétiques). Les machines sont dédiées et fonctionnent en multipistes simultanées (de 4 à 20 pistes selon les modèles). Ordres de grandeur de cadence indicatifs :

• Monopiste : 60 à 100 sticks/min.
• Multipistes (8 pistes) : 400 à 600 sticks/min.
• Multipistes (20 pistes) : jusqu'à 1 200 à 1 800 sticks/min sur certaines configurations.

Ces valeurs dépendent fortement du produit (poudre fluente vs hygroscopique), de la dose et de la qualité du film. Un film fin OPP/BOPP demande des réglages de soudure précis pour éviter le craquèlement.

Une VFFS équipée d'un module doypack peut produire des sachets à fond stable avec zip intégré. Ce module ajoute une étape de formage du fond avant la soudure principale. La cadence chute de 20 à 40 % par rapport au sachet coussin sur la même machine (valeur indicative à vérifier lors des essais). Lorsque le volume de production est faible (< 15 sachets/min), le format doypack premium ou les sachets avec bouchon à vis sont mieux servis par une machine à sachets préformés (FS). Ces machines atteignent généralement 20 à 30 sachets/min mais offrent une qualité visuelle supérieure.

Le doseur est le composant qui conditionne le plus directement la précision, la cadence et le coût de maintenance de la ligne.

L'injection d'azote (N₂) chasse l'oxygène et ralentit l'oxydation. Le CO₂ inhibe la prolifération bactérienne. Ces deux gaz se combinent selon le produit cible. Un mélangeur de gaz permet de régler le ratio en production.

Le risque principal d'un MAP mal réglé est double : des sachets gonflés (excès de gaz) qui posent des problèmes de conditionnement secondaire, ou une teneur en O₂ trop élevée qui annule le bénéfice de conservation. La mesure O₂ résiduel doit être réalisée au minimum toutes les heures en production, ou en continu avec un analyseur en ligne.

• Zip de refermeture : soudé sur le film avant formage ou intégré via module. Requiert un film prédécoupé ou une bobine avec zip pré-intégré. La cadence baisse de 10 à 20 % selon le dispositif.
• Eurohole (trou de suspension) : perforé par poinçon intégré aux mâchoires ou en poste séparé. Aucun impact significatif sur la cadence.
• Encoche d'ouverture facile : petite entaille sur le bord du sachet permettant un arrachage propre. Se réalise via un poinçon sur les mâchoires.
• Découpe de forme : bordures arrondies ou angles coupés. Requiert des mâchoires spécifiques.

• L'impression date/lot s'effectue par jet d'encre (thermique ou UV) ou thermo-transfert, synchronisée au cycle machine via le PLC. La résolution et la lisibilité des codes sont à valider selon les exigences du client ou de la réglementation (ex. lisibilité DLC pour l'agroalimentaire).
• La trieuse pondérale en sortie de VFFS détecte les sachets hors poids (vides, insuffisants ou en surpoids). Elle alimente les statistiques de production (contrôle pondéral réglementaire selon la directive 76/211/CEE pour les produits préemballés).
• Le détecteur de métaux ou le système à rayons X s'installe en aval de la VFFS. Ces équipements sont exigés par les référentiels BRC/IFS et constituent un point de maîtrise critique (CCP) dans la plupart des plans HACCP agroalimentaires.