Anteprima IFFA 2022: Affettatrice verticale per prodotti di carne arrosto – L’automazione non è mai stata in grado di mantenere la forma naturale dei filetti di petto di pollame arrosto quando si taglia questo prodotto di alta qualità in fette sottili. La Food Technology Thielemann, specializzata in affettatrici per pollame, ha presentato la prima soluzione al mondo per questo compito. Utilizzando motori lineari snelli e igienici in acciaio inox di LinMot, l’affettatrice verticale ad alta produttività è stata mantenuta semplice nel design per garantire efficienza energetica e prestazioni elevate.
“È quasi impossibile tagliare un uovo sodo con una sola lama mantenendone la forma”, afferma Ulrich Thielemann, fondatore della Food Technology Thielemann GmbH & Co. KG“Con un’affettatrice per uova, invece, non c’è alcun problema”.
Questo piccolo gadget da cucina è diventato l’ispirazione per lo sviluppo dell’ultima macchina dello specialista in vendite e progettazione di macchinari ad alte prestazioni per la lavorazione dei filetti di petto di pollo. Allo stesso modo in cui un uovo viene tenuto nella tasca dell’affettauova, il filetto di petto di pollo da tagliare viene inserito in un portaprodotto con fessure per le lame di taglio. Questo viene utilizzato per trasportare la carne lungo una catena di trasporto fino all’unità di taglio. A differenza dell’affettatrice per uova, tuttavia, per tagliare la carne vengono utilizzate 14 lame oscillanti anziché fili. Una volta lasciato il trasportatore, il prodotto viene coperto da un vassoio di imballaggio, capovolto e introdotto in una macchina confezionatrice per essere sigillato. Questa sequenza garantisce che la forma naturale del petto di pollame rimanga intatta mentre viene tagliato e confezionato, fino al punto di consumo.
Quattordici lame, azionate da sette motori lineari, sono il cuore dell’unità di taglio (qui ripiegata). (Foto: Thielemann)
Le affettatrici verticali tradizionali non sono all’altezza del compito
“La carne viene tipicamente tagliata a strisce da un’affettatrice verticale, che produce le porzioni confezionate che si trovano in ogni supermercato. Queste macchine sono dotate di lame circolari, a falce o oscillanti, ma non sono adatte a questo scopo”, spiega Thielemann. Anche se utilizzate insieme a un supporto per il prodotto, dove il prodotto da tagliare si trova in una cavità, non sono all’altezza del compito, come spiega l’esperto di lavorazione della carne: “Servono 14 lame che agiscono in parallelo per tagliare fette di 10 mm di spessore da un filetto lungo in media 160 mm. Con le lame circolari, che hanno uno spessore di almeno 2,5 mm, lo spostamento totale sarebbe di 35 mm. La carne rimarrebbe incastrata tra le lame o fatta a pezzi”.
Portaprodotti con un incavo a forma di prodotto da tagliare, per mantenere la forma originale del prodotto. (Foto: Thielemann)
Stampo e coltelli oscillanti in combinazione
Per questo motivo, Thielemann ritiene che le lame oscillanti che utilizzano un movimento di taglio simile a quello di un seghetto alternativo producano la migliore qualità di taglio. Il movimento lineare necessario può essere generato in vari modi. Tradizionalmente, i movimenti lineari nelle macchine con lame oscillanti sono stati prodotti da motori rotativi con dischi eccentrici o alberi a camme. “Lavoriamo sempre per ottimizzare le nostre macchine, anche per renderle più semplici e robuste”, aggiunge Thielemann. “Ho immaginato una soluzione di azionamento che producesse un movimento lineare senza una trasmissione meccanica”. Per i prototipi, il progettista aveva intenzione di utilizzare motori pneumatici, ma li ha scartati per il lancio iniziale a causa dei loro svantaggi. “Eravamo in grado di produrre il movimento lineare necessario con questi azionamenti, ma le emissioni acustiche di oltre 90 dB e il consumo di aria compressa, fino a 250 litri al minuto per lama, erano semplicemente troppo elevati”.
L’interesse del costruttore di macchine si è acceso nell’autunno del 2020, quando LinMot ha presentato la sua nuova linea di motori SSCP dedicati all’uso nelle industrie alimentari e farmaceutiche. Sono realizzati in acciaio inossidabile 1.4404 (AISI 316L), soddisfano la classe di protezione IP69 e utilizzano cuscinetti polimerici approvati dalla FDA.
Il fondatore Ulrich Thielemann e lo specialista delle vendite Michael Glaser danno gli ultimi ritocchi alla nuova affettatrice verticale prima della spedizione al primo cliente. (Foto: Thielemann)
Struttura della macchina semplice grazie ai motori lineari sottili
I nuovi motori comprendono la variante PS01-23x160H-HP-SSCP-R20 (statore), che Thielemann ha scelto per la sua nuova macchina grazie al suo fattore di forma estremamente ridotto e all’elevata forza di azionamento. Un totale di sette motori lineari sono montati in due file sfalsate sopra il livello del prodotto. “Il loro diametro ridotto di 28 mm ha permesso di posizionare i motori così vicini tra loro da ottenere fette di 10 mm di spessore senza alcun tipo di collegamento”, spiega il fondatore dell’azienda. C’era persino spazio sufficiente per montare i motori in un tubo metallico di contenimento.
Ciò è stato possibile, tuttavia, solo perché la forza nominale del motore, pari a 21,5 N, e la forza massima di azionamento di 138 N erano sufficienti per consentire il montaggio di due lame su ciascuno dei cursori ad alte prestazioni modello PL01-12×230/190-HP-W01.
I motori lineari in acciaio inox SSCP non solo sono estremamente compatti e potenti, ma hanno anche eccellenti proprietà termiche. Thielemann ha quindi potuto utilizzare un semplice sistema di raffreddamento ad aria per la macchina. “Poiché non c’è spazio per i dissipatori di calore convenzionali, abbiamo pompato aria compressa a 0,5 bar attraverso il tubo di installazione che racchiude parzialmente i motori. Questo è sufficiente per mantenere i motori in modo affidabile al di sotto dei 60 gradi Celsius durante il funzionamento continuo, alla temperatura ambiente tipica di circa 5 gradi negli impianti di lavorazione della carne.
Applicazione ottimale per i motori lineari: servocontrollori con sicurezza integrata e moduli di alimentazione LinMot. (Foto: Rossmann)
60 filetti al minuto
Il rendimento complessivo della macchina è facilmente intuibile: con 20 colpi di taglio, a 8 mm al secondo, la macchina produce 3.600 filetti all’ora. “Questo ci colloca nella categoria di produzione più alta per le affettatrici. I motori sarebbero in grado di raggiungere velocità di taglio ancora più elevate, ma la manipolazione dei filetti e i processi a monte e a valle, come il confezionamento, stabiliscono i limiti effettivi”, afferma Thielemann.
I motori sono azionati da sette servocontrollori modello C1100-GP con funzione STO (Safe Torque Off) integrata. Al momento non è previsto un controllore separato con interfaccia utente. I parametri dell’azionamento sono stati impostati dagli ingegneri LinMot, in stretta collaborazione con Thielemann, che elogia la qualità del servizio. “Il supporto è stato esemplare, proprio come in un progetto precedente, e siamo stati in grado di collaborare in modo eccellente, anche ai tempi di Corona”.
La macchina è stata progettata e costruita in pochi mesi. Il primo utilizzatore della macchina è un’azienda di lavorazione del pollame del Regno Unito. L’azienda, che ha dato l’impulso iniziale per lo sviluppo della macchina, ha ora ampliato la propria offerta di prodotti finiti, includendo un prodotto pronto biologico di alta qualità che prima era impossibile da produrre.
Il posizionamento della macchina è evidente: taglio di prodotti tostati per prodotti finiti nel settore della gastronomia. Thielemann è convinto che il potenziale di mercato della nuova macchina sia altrettanto grande. “Il numero di applicazioni potenziali è praticamente illimitato. La tendenza verso prodotti convenience di alta qualità continua. Questo va a nostro vantaggio”. L’azienda ha fatto della macchina il punto focale della sua presenza alla fiera IFFA 2022.
