Machines d'emballage horizontales et verticales : une comparaison pratique

Lorsqu'on investit dans des équipements d'emballage automatisés, l'une des décisions les plus importantes consiste à déterminer s'il faut mettre en place un machine d'emballage horizontale ou un machine d'emballage verticale (VFFS). Ce choix a une incidence non seulement sur le type de produits que vous pouvez traiter, mais aussi sur votre cadence de production, l'agencement de vos installations, les coûts des matériaux et l'efficacité opérationnelle à long terme. Une mauvaise décision peut entraîner des réaménagements coûteux, des perturbations de la production et la perte d'opportunités commerciales.

Ce guide passe en revue les principes techniques, les caractéristiques de performance et les applications idéales de ces deux orientations afin d'aider les ingénieurs de production, les directeurs d'usine et les responsables des achats à prendre des décisions éclairées en matière d'équipement.

Les deux orientations

Machines d'emballage horizontales

Machines d'emballage horizontales — comprenant généralement machines d'emballage en continu, les systèmes horizontaux de formage, remplissage et scellage (HFFS) et les scelleuses de barquettes acheminent les produits tout au long du processus de conditionnement sur un plan horizontal. Le produit entre dans la machine sur un convoyeur, est emballé ou scellé tout en se déplaçant horizontalement, puis sort de la machine sur un convoyeur de sortie situé au même niveau.

La caractéristique principale est que la gravité agit perpendiculairement au flux du produit. Le produit repose sur une surface plane (tapis roulant ou système de manutention) tout au long du cycle d'emballage. Cette orientation est particulièrement avantageuse pour les produits susceptibles de se déplacer, de s'affaisser ou de se casser s'ils sont manipulés à la verticale.

Machines d'emballage verticales (VFFS)

Les machines de conditionnement verticales de type « form-fill-seal » (VFFS) fonctionnent selon un flux de produit vertical. Le film est formé en tube vers le bas, le produit est versé dans le tube par le haut, puis l'emballage est scellé et découpé à la base. Le le produit tombe par gravité à travers un collier de formage, puis dans le tube d'emballage.

Les machines VFFS dominent les marchés des produits en vrac, granulaires et à écoulement libre, car la gravité facilite naturellement le processus de remplissage. Leur orientation verticale permet également de réduire au minimum l'encombrement de la machine, ce qui rend les machines VFFS particulièrement intéressantes pour les sites disposant d'une surface au sol limitée.

Comment se comparent les principales options techniques ?

Compatibilité des produits

Le facteur le plus important à prendre en compte pour choisir entre un conditionnement horizontal et un conditionnement vertical est type de produit et caractéristiques physiques.

Produits les mieux adaptés au conditionnement horizontal :
– Produits solides et préformés (biscuits, barres de chocolat, savon)
– Produits fragiles ne supportant pas une chute libre (pâtisseries, gâteaux décorés)
– Articles collants ou de forme irrégulière (patchs médicaux, bandes adhésives)
– Emballages multiples et emballages secondaires (suremballage de barquettes, regroupement en lots)
– Produits nécessitant un contrôle d'orientation (imprimés, produits de marque dont l'orientation est importante)

Produits les mieux adaptés au conditionnement vertical :
– Produits granulaires à écoulement libre (riz, sucre, fruits à coque, graines)
– Poudres (farine, épices, café, lessive en poudre)
– Petits morceaux (bonbons, snacks, légumes surgelés)
– Liquides et pâtes (sauces, shampoing, yaourt)
– Produits vendus au poids ou au volume pour lesquels un dosage précis est essentiel

Un fabricant de patchs pharmaceutiques, par exemple, trouverait l'emballage horizontal indispensable, car les patchs adhésifs ne peuvent pas être introduits dans un tube de formage vertical sans risque de contamination, d'adhérence aux parois du tube ou d'erreurs d'orientation. À l'inverse, un fabricant de snacks conditionnant des mélanges de fruits à coque trouverait le système VFFS bien plus efficace, car le produit s'écoule naturellement dans des sachets verticaux.

Vitesse et débit

Ces deux types de machines peuvent atteindre des vitesses impressionnantes, mais leurs caractéristiques de performance diffèrent :

Pour les produits solides à grande vitesse, emballeuse à flux horizontal Le fonctionnement détaillé des machines d'emballage en continus generally outperform VFFS because the product handling is more controlled and continuous. For small sachets and stick packs, high-output VFFS machines can achieve aggregate outputs exceeding 1,000 packages per minute.

Surface au sol et agencement

Les machines VFFS ont une taille nettement plus réduite empreinte écologique par rapport aux systèmes horizontaux. Une machine VFFS classique occupe entre 1,5 et 3 mètres carrés au sol, tandis qu’une emballeuse horizontale à flux continu équipée de convoyeurs d’alimentation et de sortie nécessite généralement entre 4 et 10 mètres carrés. Cette différence de 2 à 3 fois peut s’avérer déterminante dans les installations où l’espace au sol est limité.

Cependant, les machines horizontales présentent des avantages en matière de intégration de ligne. L'entrée et la sortie se trouvant à la même hauteur, les machines horizontales s'intègrent plus naturellement dans les chaînes de production existantes où les produits circulent sur des convoyeurs entre les différents postes de traitement. Les machines VFFS nécessitent que le produit soit surélevé ou acheminé par le haut, ce qui peut nécessiter des équipements de manutention supplémentaires tels que des élévateurs à godets, des alimentateurs vibrants ou des systèmes d'acheminement de produits spécialisés.

À lire également : Liste de contrôle des critères de sélection d'une emballeuse en continu

Rendement des films et des matériaux

La consommation de matériaux varie considérablement en fonction du type d'emballage :

• Machines d'emballage à flux horizontal créer des emballages épousant les contours qui réduisent au minimum les excès de matériau. Pour les produits solides, la consommation de film est généralement inférieure de 15 à 30% à celle des sachets verticaux équivalents.
• Machines VFFS permettent de fabriquer des sachets verticaux en forme d'oreiller ou des sachets à soufflets qui offrent généralement un espace libre plus important, en particulier pour les produits solides. Pour les poudres et les produits granulés, le procédé VFFS permet d'optimiser l'utilisation du matériau, car le produit remplit le sachet de manière plus complète.

L'utilisation de la largeur du film varie également. Les emballeuses à flux horizontal utilisent généralement des largeurs de film qui correspondent étroitement à la hauteur du produit, marges de soudure comprises, tandis que les machines VFFS nécessitent des largeurs de film adaptées à la circonférence du sachet, ce qui peut s'avérer moins efficace pour les produits larges et plats.

Qualité et intégrité des joints d'étanchéité

Ces deux technologies permettent de réaliser des soudures hermétiques adaptées aux applications alimentaires, pharmaceutiques et médicales. Les différences résident dans le type de soudure et le contrôle :

• Machines d'emballage à flux horizontal Ils utilisent généralement des mâchoires de scellage aux extrémités qui sertissent et scellent les deux extrémités simultanément, garantissant ainsi une largeur et une pression de scellage constantes. Les systèmes à couteau chauffant produisent des scellages particulièrement nets et résistants, idéaux pour les applications nécessitant une barrière contre l'humidité.
• Machines VFFS réaliser des soudures longitudinales et transversales. La soudure longitudinale s'étend sur toute la longueur du sachet (soudure en ailette ou par recouvrement), tandis que la soudure transversale ferme chaque sachet. La régularité de la soudure peut être affectée par le poids du produit qui exerce une traction vers le bas sur le tube de formage.

Pour les emballages médicaux stériles et les applications pharmaceutiques, on privilégie souvent les emballeuses à flux horizontal, car le processus de scellage est mieux contrôlé et plus facile à valider conformément à la norme ISO 11607.

Étude de cas — Une décision dans le secteur de la confiserie

Profil du client : un fabricant de confiseries qui conditionne des barres de biscuits enrobées de chocolat. La demande initiale portait sur une machine VFFS.

Notre recommandation : une emballeuse à flux horizontal. Les raisons :

• Les produits se présentent sous forme de barres solides et distinctes — l'alimentation horizontale permet de préserver leur orientation et leur présentation
• L'objectif de production était de plusieurs centaines de paquets par minute
• L'enrobage au chocolat faisait de la chute libre un risque de détérioration
• La ligne produit plusieurs références, c'est pourquoi le temps de changement de production était un facteur important
• La présentation en magasin — la visibilité du produit à travers l'emballage — était une exigence

Le client a testé les deux configurations avec son propre produit avant de valider la recommandation concernant l'orientation horizontale.

Comment se comparent les différentes options tarifaires ?

Investissement en capital

L'investissement en équipement varie en fonction de la vitesse, du nombre de formats et de l'étendue de l'intégration — demandez des devis adaptés à votre application. Les coûts d'exploitation annuels (film, maintenance, énergie, main-d'œuvre) doivent également être pris en compte dans la comparaison.

VFFS machines generally have a lower entry price point due to simpler mechanical construction. However, the price gap narrows significantly at higher automation levels, and fully featured VFFS systems with multi-column layouts, MAP, and aseptic filling capabilities can exceed the cost of advanced horizontal machines.

Coûts d'exploitation

Parmi les principales différences en matière de coûts d'exploitation, on peut citer :

• Consommation de films: Les machines d'emballage horizontales permettent généralement d'économiser entre 15 et 30% de film pour les produits solides
• Travail: Les deux systèmes peuvent fonctionner avec 1 à 2 opérateurs, mais les lignes horizontales peuvent nécessiter de la main-d'œuvre supplémentaire pour la mise en place des produits si aucune automatisation en amont n'est disponible
• Maintenance: Les machines VFFS présentent une mécanique plus simple (moins de postes de soudure), mais les machines horizontales équipées de servomoteurs offrent souvent de meilleures capacités de maintenance prédictive
• Changement: Les emballeuses horizontales prennent en moyenne entre 15 et 45 minutes ; les machines VFFS prennent en moyenne entre 20 et 60 minutes, selon la complexité du modèle de sachet.

Coût total de possession

Si l'on considère un cycle de vie de 5 à 10 ans, le coût total de possession dépend fortement du volume de production et du type de produit. Pour une usine conditionnant des produits solides à un rythme supérieur à 200 ppm, les économies réalisées grâce à la machine d'emballage à flux horizontal, rien qu'en termes de film, peuvent à elles seules amortir son prix d'achat plus élevé en 18 à 30 mois.

Recommandations spécifiques à chaque secteur d'activité

Industrie agroalimentaire

L'industrie agroalimentaire utilise largement ces deux approches, le choix dépendant du type de produit :

• Boulangerie et pâtisserie: L'emballage sous film à flux horizontal est la méthode la plus répandue pour les biscuits, les barres chocolatées et les produits de boulangerie, pour lesquels l'intégrité et la présentation du produit sont essentielles
• Snacks: Le conditionnement VFFS est couramment utilisé pour les chips, les fruits à coque et les snacks en vrac, pour lesquels le remplissage par gravité s'avère efficace
• Aliments surgelés: Les emballages horizontaux sont privilégiés pour les galettes surgelées, les plats préparés et les glaces sur bâtonnet
• Café et épices: Emballages VFFS pour le café moulu, les grains entiers et les assaisonnements en poudre

Industrie pharmaceutique

Le conditionnement horizontal est largement privilégié dans les applications pharmaceutiques. Les dispositifs médicaux, les kits de diagnostic et les patchs transdermiques nécessitent une manipulation contrôlée des produits que seuls les systèmes horizontaux sont en mesure d'assurer. La capacité à préserver l'orientation des produits et à prévenir les dommages liés à la chute libre fait du conditionnement horizontal à flux continu la norme en matière de conditionnement secondaire des dispositifs médicaux.

Les applications pharmaceutiques et les patchs sont traitées sur notre alimentateur de sachets JC400 — la précision du conditionnement et l'intégrité du scellage sont validées avec le film fourni par le client avant l'expédition.

Cosmétiques et soins personnels

Ces deux types d'orientation sont utilisés dans les cosmétiques, selon le produit :

• Cosmétiques solides (savons en pain, parfums solides) : emballage sous film avec défilement horizontal
• Produits cosmétiques liquides (shampoings, lotions) : VFFS pour les sachets d'échantillons ou les emballages secondaires
• Lot de plusieurs articles et coffrets cadeaux: Emballage horizontal

Intégration avec les équipements en amont et en aval

L'orientation de la machine influe sur la facilité avec laquelle elle s'intègre à l'ensemble de la chaîne de production :

Avantages horizontaux :
– Intégration naturelle aux lignes de production où les produits circulent sur des convoyeurs
– Connexion facile aux trieuses pondérales, aux détecteurs de métaux et aux systèmes d'inspection par rayons X, à la même hauteur de tapis
– Le flux linéaire des produits réduit au minimum les points de manutention

Avantages verticaux :
– Raccordement direct aux systèmes de manutention de produits en vrac (silos, trémies, vis sans fin)
– Sa conception compacte permet de l'installer au-dessus ou en dessous d'autres équipements
– L'alimentation par gravité permet de réduire la consommation d'énergie liée au transfert des produits

Pourquoi choisir Path Pack ?

Path Pack est spécialisé dans la technologie d'emballage sous film à flux horizontal, conçue pour les environnements de production les plus exigeants au monde. Nos machines sont équipées de servomoteurs Siemens, de systèmes de commande Schneider Electric et de capteurs provenant de fabricants reconnus.

Chaque machine est livrée avec une documentation, des listes de pièces de rechange et un service d'assistance à distance. Les lignes que nous fabriquons permettent de traiter des applications allant du conditionnement de patchs pharmaceutiques à l'emballage de biscuits.

Que vous souhaitiez moderniser une ligne d'emballage horizontale existante ou déterminer si la technologie horizontale est adaptée à votre gamme de produits, notre équipe d'ingénieurs vous propose des consultations sans engagement, comprenant notamment des essais de produits dans nos locaux.

En orientation horizontale, notre gamme comprend les Machine d'emballage sous film continu JC250.

Foire aux questions

Un même produit peut-il être conditionné aussi bien sur des machines horizontales que verticales ? Comparaison entre les machines VFFS et les emballeuses à flux continu?

Certains produits peuvent être conditionnés dans l'un ou l'autre type d'emballage, mais les résultats varient considérablement. Les produits solides, comme les biscuits, peuvent être emballés horizontalement dans un emballage ajusté aux contours et serré, qui utilise un minimum de film, ou bien placés dans des sachets verticaux offrant plus d'espace libre et entraînant des coûts de matériaux plus élevés. Le choix dépend de vos priorités : efficacité de l'emballage et présentation (privilégiez l'emballage horizontal) ou gain d'espace au sol (privilégiez l'emballage vertical).

Quelle orientation nécessite le moins d'espace au sol dans l'usine ?

Les machines d'emballage verticales nécessitent généralement 50 à 70% d'espace au sol en moins que les systèmes horizontaux. Une machine VFFS standard occupe entre 1,5 et 3 mètres carrés, tandis qu'une emballeuse horizontale à flux continu, équipée de convoyeurs d'alimentation et de sortie, nécessite entre 4 et 10 mètres carrés. Cela rend les machines VFFS particulièrement intéressantes pour les sites disposant d'un espace limité ou pour les opérations nécessitant plusieurs lignes de conditionnement dans une zone restreinte.

Comment se comparent les temps de changement de ligne ?

Les emballeuses à flux horizontal permettent généralement un changement de format en 15 à 45 minutes avec les modèles modernes à servocommande, contre 20 à 60 minutes pour les machines VFFS. Toutefois, la durée du changement de format dépend davantage de la conception spécifique de la machine, du niveau d’automatisation et des compétences de l’opérateur que de l’orientation elle-même. Des fonctionnalités permettant un changement rapide, telles que le réglage sans outil du collier de formage et la récupération des paramètres à partir de recettes, peuvent réduire le temps de changement à moins de 10 minutes sur les deux types de machines.

Quelle technologie est la plus adaptée au conditionnement des produits pharmaceutiques ?

L'emballage par flux horizontal est généralement privilégié pour les applications pharmaceutiques, car il permet une manipulation contrôlée du produit sans chute libre, préserve l'orientation du produit et garantit des scellages hermétiques homogènes, plus faciles à valider selon la norme ISO 11607. Le conditionnement VFFS est utilisé pour les poudres et granulés pharmaceutiques, mais les formes galéniques solides et les dispositifs médicaux sont presque exclusivement conditionnés à l'horizontale.

Quel est le délai de rentabilité habituel pour les équipements horizontaux par rapport aux équipements verticaux ?

Les délais de rentabilité dépendent du volume de production et de l'application, mais les emballeuses à flux horizontal permettent généralement d'atteindre un retour sur investissement en 12 à 24 mois grâce aux économies de film (15 à 30% de matière en moins pour les produits solides) et à un débit plus élevé. Les machines VFFS permettent généralement d’atteindre le retour sur investissement en 12 à 30 mois, avec un délai de rentabilité plus court pour les applications à haut volume de poudres et de granulés, où le remplissage assisté par gravité optimise l’efficacité.

Conclusion

Le choix entre des machines d'emballage horizontales et verticales n'est pas simplement une question de préférence : il s'agit d'une décision stratégique dictée par les caractéristiques du produit, les exigences de production et des considérations de coûts à long terme. Les emballeuses horizontales à flux continu sont particulièrement adaptées aux produits solides, offrent une efficacité supérieure en termes d'utilisation des matériaux et s'intègrent naturellement dans les lignes de production. Les machines verticales occupent un encombrement réduit et sont particulièrement adaptées aux produits à écoulement libre, pour lesquels le remplissage assisté par gravité constitue un avantage naturel.

Pour prendre la bonne décision, il est essentiel de procéder à une analyse approfondie de votre produit spécifique, de votre volume de production, des contraintes liées à vos installations et du coût total de possession sur l'ensemble du cycle de vie de l'équipement. Évitez de vous laisser tenter par un choix fondé uniquement sur le prix d'achat : une mauvaise orientation peut en effet entraîner des coûts bien plus élevés en termes d'inefficacité opérationnelle à long terme que les économies d'investissement initiales.

Path Pack fabrique des machines d'emballage horizontales à Hangzhou, en Chine. Chaque machine est testée avec le produit et le film du client avant son expédition. Si vous envisagez d'acquérir une emballeuse en continu ou si vous rencontrez des problèmes sur une ligne déjà en production, contactez notre équipe d'ingénieurs : nous vous répondrons dans un délai d'un jour ouvré.

Par l'équipe technique de Path Pack

Vous ne savez pas quelle orientation convient à votre produit ? → Envoyer à Path Pack les informations relatives à votre produit pour une présentation générale et des conseils sur le choix d'une machine.