Bien plus qu'une simple formalité – trancheuses verticales pour produits carnés cuits
24 février 2022
Aperçu d'IFFA 2022 : Trancheuse verticale pour produits carnés cuits – Découper des filets de volaille cuits en fines tranches tout en préservant la forme naturelle de ce produit de haute qualité était jusqu'à présent impossible avec l'automatisation. Food Technology Thielemann, spécialiste des trancheuses pour volaille, présente aujourd'hui une première mondiale : une solution à ce problème. Les moteurs linéaires en acier inoxydable, fins et hygiéniques, de LinMot, sont à la base de la conception simple, de la haute efficacité énergétique et des performances optimales de cette trancheuse verticale.
« Il est presque impossible de couper un œuf dur avec un simple couteau tout en préservant sa forme », explique Ulrich Thielemann, fondateur de Food Technology Thielemann GmbH & Co. KG. « Avec un coupe-œufs, en revanche, ce n’est pas un problème. »
L'expert en vente et conception de machines haute performance pour la transformation des filets de volaille s'est inspiré de ce petit ustensile de cuisine – également appelé trancheuse à œufs – pour développer sa dernière machine : tout comme un œuf est placé dans la fente d'un trancheur à œufs, le filet de poulet est positionné dans un porte-produit muni d'encoches pour les lames de découpe. La viande est ensuite transportée par une chaîne de convoyage jusqu'à l'unité de découpe. Contrairement à une trancheuse à œufs, cette machine utilise 14 lames oscillantes au lieu de fils pour découper la viande. Une fois le filet retiré du porte-produit, un plateau d'emballage est placé dessus, retourné, puis introduit dans une machine d'emballage pour le scellage. Ce procédé garantit la préservation de la forme naturelle du filet de volaille, aussi bien après découpe qu'après emballage, jusqu'à sa consommation.
Débordés : Trancheuses verticales conventionnelles
« Les lamelles de viande destinées aux portions individuelles, comme celles que l'on trouve dans tous les supermarchés, sont généralement coupées à l'aide de trancheuses verticales. Or, ces machines, équipées de lames circulaires, en forme de faucille ou oscillantes, ne conviennent pas à l'usage décrit ci-dessus », explique Thielemann. Même avec un porte-produit doté d'un logement adapté à la viande tranchée, la tâche reste impossible, comme le précise l'expert en transformation de la viande : « Il faudrait 14 lames parallèles pour obtenir des tranches de 10 mm d'épaisseur à partir d'un filet d'une longueur moyenne de 160 mm. L'utilisation de lames circulaires d'une épaisseur d'au moins 2,5 mm entraînerait un déplacement total de 35 mm. La viande se coincerait entre les lames ou serait déchirée par celles-ci lors de la découpe. »
Sept moteurs linéaires constituent le cœur de l'unité de coupe (ici repliée) dotée de 14 lames. (Photo : Thielemann)
Forme et lames oscillantes combinées
Thielemann mise donc sur des lames oscillantes, dont le mouvement de coupe est similaire à celui d'une scie sauteuse, notamment pour la qualité de coupe obtenue. Le mouvement linéaire nécessaire peut être généré de différentes manières. Traditionnellement, dans les machines à lames oscillantes, ce mouvement est assuré par des moteurs rotatifs et des disques excentriques ou des arbres à cames. « Cependant, nous cherchons constamment à optimiser nos machines, et cela passe par une conception aussi simple et robuste que possible », ajoute Thielemann. « J'ai donc imaginé une solution d'entraînement permettant un mouvement linéaire sans réducteur. » Pour le prototype, le concepteur avait prévu d'utiliser des moteurs pneumatiques, mais les a écartés pour la production pilote en raison de leurs inconvénients : « Bien que nous ayons pu obtenir le mouvement linéaire requis avec ces entraînements, les émissions sonores, dépassant 90 dB, et la consommation d'air comprimé, pouvant atteindre 250 litres par minute et par lame, étaient tout simplement excessives. » Le fabricant de machines a été attentif à cette solution lorsque LinMot a présenté ses nouveaux moteurs SSCP à l'automne 2020, spécialement conçus pour les industries agroalimentaire et pharmaceutique. Ils sont fabriqués en acier inoxydable 1.4404 (AISI 316L), possèdent un indice de protection IP69 et sont équipés de roulements en polymère approuvés par la FDA.
Les supports de produits dotés d'un évidement épousant la forme du produit à découper permettent à ce dernier de conserver sa forme originale. (Photo : Thielemann)
Conception de machine simple grâce à des moteurs linéaires minces
Parmi les nouveaux moteurs figure la variante PS01-23x160H-HP-SSCP-R20 (stator), choisie par Thielemann pour sa nouvelle machine en raison de sa conception extrêmement compacte et de sa force motrice élevée. Sept moteurs linéaires sont disposés sur deux rangées décalées et montés au-dessus du niveau du produit : « Le faible diamètre de 28 mm nous a permis de positionner les moteurs si près les uns des autres que nous pouvons obtenir des disques d’une largeur de 10 mm sans aucune liaison », explique le fondateur de l’entreprise. L’espace disponible était suffisant pour monter les moteurs avec un tube métallique périphérique. Ceci a été rendu possible grâce à la force nominale du moteur (21,5 N) et à sa force motrice maximale (138 N), largement suffisantes pour monter deux pales sur chacun des galets haute performance PL01-12×230/190-HP-W01.
Les moteurs linéaires en acier inoxydable SSCP sont non seulement extrêmement compacts et puissants, mais ils offrent également d'excellentes performances thermiques. Thielemann parvient ainsi à refroidir la machine par un simple système de refroidissement par air : « Faute de place pour des dissipateurs thermiques classiques, nous injectons de l'air comprimé à 0,5 bar dans le conduit d'installation qui entoure partiellement les moteurs. Cela suffit à maintenir la température du moteur en dessous de 60 °C lors d'un fonctionnement continu aux températures ambiantes typiques d'environ 5 °C rencontrées dans les usines de transformation de la viande. »
60 filets par minute
Les performances globales de la machine sont impressionnantes : avec 20 coupes à 8 mm par seconde, elle traite 3 600 filets par heure. « Cela nous place dans le segment des trancheuses les plus performantes. Les moteurs auraient pu permettre des vitesses de coupe encore plus élevées, mais la manutention des filets, ainsi que les processus en amont et en aval, comme le conditionnement, nous limitent de fait », explique Thielemann.
Les moteurs sont pilotés par sept servovariateurs C1100-GP avec fonction STO (Safe Torque Off) intégrée. L'installation d'une unité de commande séparée avec interface utilisateur n'est pas prévue pour le moment. Les ingénieurs de LinMot, en étroite collaboration avec Thielemann, ont pris en charge le paramétrage des variateurs. Thielemann a salué la qualité du service : « Comme lors d'un précédent projet, l'assistance a été exemplaire et la collaboration s'est déroulée de manière exceptionnelle, même pendant la pandémie de COVID-19. » Grâce à cela, la machine a pu être conçue et construite en quelques mois seulement. Le premier utilisateur est un élevage de volailles au Royaume-Uni. L'entreprise, à l'origine du développement, a ainsi élargi sa gamme de produits finis pour inclure un produit bio de qualité supérieure, auparavant impossible à fabriquer.
Cela reflète le positionnement de la machine : la découpe de produits cuits pour la confection de plats préparés destinés au secteur de la charcuterie. Thielemann est convaincu du fort potentiel de marché de cette nouvelle machine : « Les applications possibles sont quasi illimitées. La tendance aux produits pratiques de haute qualité se confirme. C’est tout à fait dans notre intérêt. » L’entreprise a donc fait de cette machine la pièce maîtresse de sa présentation au salon IFFA 2022.