Más que una simple formalidad: cortadoras verticales para productos cárnicos cocidos.
24. Febrero 2022
Avance de IFFA 2022: Cortadora vertical para productos cárnicos cocidos: Cortar filetes de pechuga de ave cocidos en lonchas finas conservando la forma natural de este producto de alta calidad era hasta ahora imposible con la automatización. Food Technology Thielemann, especialista en cortadoras de carne de ave, ha presentado una primicia mundial: una solución para este desafío. Los motores lineales de acero inoxidable, delgados e higiénicos de LinMot, constituyen la base del diseño sencillo, la alta eficiencia energética y el rendimiento superior de la cortadora vertical.
«Es casi imposible cortar un huevo duro con un cuchillo normal sin que pierda su forma», afirma Ulrich Thielemann, fundador de Food Technology Thielemann GmbH & Co. KG. «Sin embargo, con un cortador de huevos, no hay problema».
El experto en ventas y diseño de máquinas de alto rendimiento para el procesamiento de filetes de pechuga de pollo se inspiró en este pequeño utensilio de cocina —también conocido como cortadora de huevos— para desarrollar su última máquina: al igual que se coloca un huevo en la ranura de una cortadora de huevos, el filete de pechuga de pollo se coloca en un soporte con ranuras para las cuchillas de corte. La carne se transporta mediante una cinta transportadora hasta la unidad de corte. Sin embargo, a diferencia de una cortadora de huevos, esta máquina utiliza 14 cuchillas oscilantes en lugar de alambres para cortar la carne. Una vez retirado el filete del soporte, se coloca una bandeja de envasado encima, se le da la vuelta y se introduce en una máquina de envasado para su sellado. Este proceso garantiza que la forma natural de la pechuga de pollo se conserve, tanto cortada como envasada, hasta que esté lista para su consumo.
Desbordados: Cortadoras verticales convencionales
“Las tiras de carne para porciones individuales, como las que se encuentran en cualquier supermercado, suelen cortarse con cortadoras verticales. Sin embargo, estas máquinas, equipadas con cuchillas circulares, de hoz u oscilantes, no son adecuadas para el propósito descrito anteriormente”, explica Thielemann. Incluso con un soporte para el producto que cuente con un hueco adecuado para la carne en lonchas, la tarea no se puede realizar, como aclara el experto en procesamiento de carne: “Se necesitarían 14 cuchillas paralelas para producir lonchas de 10 mm de grosor a partir de un filete de longitud media de 160 mm. El uso de cuchillas circulares con un grosor de al menos 2,5 mm daría como resultado un desplazamiento total de 35 mm. La carne se atascaría entre las cuchillas o se desgarraría durante el corte”.
Siete motores lineales conforman el núcleo de la unidad de corte (que se muestra aquí plegada) con 14 cuchillas. (Foto: Thielemann)
Forma y aspas oscilantes en combinación
Por lo tanto, Thielemann se basa en cuchillas oscilantes, que realizan un movimiento de corte similar al de una sierra de calar, también por la calidad de corte resultante. El movimiento lineal necesario se puede generar de varias maneras. Tradicionalmente, el movimiento lineal en máquinas con cuchillas oscilantes se implementa mediante motores rotativos y discos excéntricos o árboles de levas. "Sin embargo, siempre nos esforzamos por optimizar aún más nuestras máquinas, y esto incluye el diseño más simple y robusto posible", añade Thielemann. "Por lo tanto, imaginé una solución de accionamiento que permite el movimiento lineal sin una caja de engranajes". Para el prototipo, el diseñador había planeado usar motores neumáticos, pero los descartó para la producción piloto debido a sus desventajas: "Si bien pudimos implementar el movimiento lineal requerido con estos accionamientos, las emisiones de ruido, que superaban los 90 dB, y el consumo de aire comprimido de hasta 250 litros por minuto por cuchilla eran simplemente demasiado altos". El fabricante de la máquina se percató de ello cuando LinMot presentó sus nuevos motores SSCP en otoño de 2020, diseñados específicamente para su uso en las industrias alimentaria y farmacéutica. Están fabricados en acero inoxidable 1.4404 (AISI 316L), tienen un grado de protección IP69 y están equipados con cojinetes de polímero aprobados por la FDA.
Los soportes para productos con una hendidura que se asemeja al producto que se está cortando garantizan que este conserve su forma original. (Foto: Thielemann)
Diseño de máquina sencillo gracias a motores lineales delgados.
Entre los nuevos motores se encuentra la variante PS01-23x160H-HP-SSCP-R20 (estator), que Thielemann eligió para su nueva máquina debido a su diseño extremadamente delgado y su alta fuerza motriz. Un total de siete motores lineales están dispuestos en dos filas escalonadas y montados sobre el nivel del producto: "El pequeño diámetro de 28 mm nos permitió colocar los motores tan cerca unos de otros que podemos lograr anchos de disco de 10 mm sin ningún tipo de conexión", explica el fundador de la empresa. Aún quedaba espacio suficiente para montar los motores con un tubo metálico circundante. Esto solo fue posible porque la fuerza nominal del motor de 21,5 N y la fuerza motriz máxima de 138 N fueron más que suficientes para montar dos cuchillas en cada uno de los patines de alto rendimiento PL01-12×230/190-HP-W01.
Los motores lineales de acero inoxidable SSCP no solo son extremadamente compactos y potentes, sino que también ofrecen un excelente rendimiento térmico. Por ello, Thielemann opta por una sencilla refrigeración por aire: «Dado que no hay espacio para disipadores de calor convencionales, bombeamos aire comprimido a 0,5 bar a través del tubo de instalación que rodea parcialmente los motores. Esto es suficiente para mantener la temperatura del motor por debajo de los 60 grados Celsius durante el funcionamiento continuo a las temperaturas ambiente típicas de alrededor de 5 grados Celsius que se encuentran en las plantas procesadoras de carne».
60 filetes por minuto
El rendimiento general de la máquina es impresionante: con 20 pasadas de corte de 8 mm por segundo, procesa 3.600 filetes por hora. «Esto nos sitúa en el segmento de mayor rendimiento de las cortadoras. Los motores podrían haber permitido velocidades de corte aún mayores, pero la manipulación de los filetes, así como los procesos previos y posteriores, como el envasado, nos limitan», explica Thielemann.
Los motores están controlados por siete servomotores C1100-GP con función STO (Safe Torque Off) integrada. Por el momento, no se prevé una unidad de control independiente con interfaz de usuario. Los ingenieros de LinMot, en estrecha colaboración con Thielemann, se encargaron de la parametrización del accionamiento. Thielemann elogió la calidad del servicio: «Al igual que en un proyecto anterior, el soporte fue ejemplar y la colaboración funcionó excepcionalmente bien, incluso durante la pandemia de COVID-19». Esto permitió planificar y construir la máquina en tan solo unos meses. El primer usuario de la máquina es una granja avícola del Reino Unido. La empresa, que también impulsó el desarrollo, ha ampliado así su gama de productos terminados para incluir un producto orgánico de conveniencia de alta calidad, hasta ahora inalcanzable.
Esto refleja el posicionamiento de la máquina: cortar productos cocinados para la elaboración de productos preparados en el sector de la charcutería. Thielemann está convencido de que la nueva máquina tiene un gran potencial de mercado: «Las posibles aplicaciones son prácticamente ilimitadas. La tendencia hacia los productos de conveniencia de alta calidad continúa. Esto nos beneficia enormemente». Por ello, la empresa ha convertido la máquina en la pieza central de su presentación en la feria IFFA 2022.