Traitement d’alimentation rapide et sécurisée avec des cassettes de transmission en acier inoxydable
Lorsque les équipements spécialisés ont commencé à remplacer les cuisiniers, le secteur de la restauration rapide a connu un moment important. Depuis, la liste de possibles
applications pour les systèmes et machines automatisés s’est développé jusqu’à inclure des grills, des fours, des friteuses, des distributeurs de glace, des préparateurs de boissons et autres. Ces systèmes non seulement maintiennent une vitesse consistante tout au long d’un service
, mais gardent aussi
la qualité des aliments cohérente. Tout comme pour les usines de traitement des aliments à échelle industrielle, ces machines doivent être faciles à nettoyer et capables de supporter de longues périodes d’activité à des hautes et basses températures.
Ingénierie de systèmes de pilotage de tapis métallique, à la demande
Récemment, un important fabricant américain d’équipements originaux (FEO) du secteur de la restauration rapide a été approché par son principal client avec un défi de conception. Le client cherchait à ajouter l’automatisation à un processus de cuisson afin d’atteindre trois objectifs :
-
Supprimer les décisions manuelles porteuses d’erreurs lors de la fonctionnalité cruciale du processus de cuisson.
-
Permettre aux utilisateurs finaux de fixer l’ensemble des paramètres de cuisson en appuyant une seule fois sur un bouton.
-
Maintenir la qualité et la consistance des produits cuisinés tout en diminuant la formation du personnel, la maintenance et les coûts de réparation.
Atteindre ces objectifs permettrait au restaurant de développer son menu sans ajouter d’équipement, de travail ou de coûts de maintenance non nécessaires, tout en améliorant la qualité et l’apparence de leurs produits.
Lors du développement d’options de conception pour le nouveau système commercial de grill, le fabricant d’équipements employa une équipe interne multifonctionnelle pour l’ingénierie de conception, l’ingénierie de fabrication, le service sur le terrain et le marketing. Cette équipe était responsable de concevoir le grill, de construire les prototypes, de modifier le design et de rédiger les rapports de performances. Une partie de la phase de tests incluait une simulation de “restaurant” en service rapide, dans lequel les plats pouvaient être cuits comme si l’on était dans la cuisine réelle d’un client.
Un aspect crucial du design fut le positionnement de deux plats à cuisson, l’un au-dessus de l’autre. En réalisant un mouvement précis, une distance programmable et répétable, peut être établie entre les deux plaques. L’utilisateur final envisageait de positionner la plaque supérieure à 0,005 cm de différentes positions d’arrêt au-dessus de la plaque inférieure. Ce positionnement permet à l’utilisateur de programmer une fonctionnalité cruciale du processus de cuisson pour différents produits sans la participation complexe d’un opérateur. Trois techniques ont été envisagées : des câbles, des plans inclinés et des tapis en acier. Lorsqu’elle l’équipe a réalisé qu’elle avait besoin d’une assistance pour la conception, l’ingénieur du projet à contacté Belt Technologies Inc.
Solutions de tapis de transmission en acier inoxydable, servies rapidement
Dans un environnement de traitement des aliments, l’acier inoxydable offre la propreté et des performances exceptionnelles, particulièrement sous des températures extrêmement chaudes. Avantage supplémentaire, l’acier fournit un tapis de faible masse qui fonctionne bien sans lubrification.
Une cassette de transmission en acier
—
une dérivée des tapis en acier sans fin
—
a été envisagée. Les cassettes de transmission sont idéales pour les applications où le mouvement rotatif doit être converti en un mouvement linéaire. Des cassettes de transmission similaires sont utilisées sur les vérins de bras robotiques, les systèmes de positionnement de transport et les systèmes miroir de positionnement pour des utilisations militaires et satellitaires. Pour la durabilité, la cassette de transmission est le plus souvent fixée à l’aide d’onglets d’extrémité renforcés, assurant ainsi qu’un contact ferme et sécurisé soit maintenu lorsque la cassette est terminée. L’utilisation de cassettes de transmission en acier peut spécifiquement signifier qu’il n’y aura quasiment pas de soubresaut, d’étirement et que la répétition souhaitée par le client sera assurée.
D’après le fabricant de l’équipement, les cassettes de transmission en acier ont été un “vainqueur évident” lors des premières phases de conception. Par comparaison aux plans inclinés, les cassettes de transmission ont été moins complexes de conception et proposaient un avantage important d’espace et de poids. L’équipe a remarqué que l’incorporation de la cassette de transmission en acier proposait un “design très intuitif,” offrant de multiples avantages par rapport aux câbles lorsqu’il s’agissait de la simplicité de fabrication et du service sur le terrain. A cause de la nature non étirable de la cassette de transmission en acier, des résultats consistants et prévisibles étaient possibles pour le grill. Le design final incorpore la cassette de transmission en acier, se terminant vers les deux plaques de cuisson supérieures et une poulie directionnelle. L’assemblage de transmission déplace la plaque supérieure dans la position précise nécessaire au moyen d’un simple bouton sur le panneau de contrôle de l’opérateur.
Systèmes automatisés de traitement des aliments, grillés à la perfection
L’implémentation du design s’est révélée délicate. Bien que la performance initiale des cassettes de transmission du prototype ait été encourageante, des améliorations du design étaient nécessaires pour obtenir des cycles de vie optimaux. D’après Rich Lunden
Responsable de fabrication chez Belt Technologies
,
le changement a résulté en un stress de courbure moindre avec suffisamment de force pour porter le poids de la plaque de cuisson.
Lunden déclare : “Nous aimons voir un important rapport entre le diamètre de la poulie et l’épaisseur de la cassette de transmission. Avec le design original, nous aurions eu besoin d’un diamètre de poulie excédant l’espace disponible. En modifiant l’épaisseur du tapis, nous avons conservé le diamètre de la poulie au sein des exigences de design du client et obtenu le cycle de vie que nous recherchions tous.”
Une légère modification de la localisation des poulies en rapport au point de terminaison de la cassette de transmission a représenté la correction finale. Le système reconçu a été testé jusqu’à trois millions de cycles, après quoi une révision effectuée par un métallurgiste indépendant n’a indiqué aucun signe de fatigue.
Pour des tests plus approfondis, le fabricant du grill a surveillé un nombre statistiquement parlant des grills installés et inspecté les composants essentiels pour voir leur usure. Les cassettes de transmission en acier inoxydable n’ont montré aucun étirement mesurable après une utilisation répétée, et l’analyse métallurgique n’a montré aucun changement de la structure du tapis depuis l’installation et après utilisation.
L’entreprise considère le projet comme un succès absolu, le grill ayant reçu le statut de “approuvé et utilisé” de la part du client. Ils ont déclaré que “les tapis en acier nous ont permis d’obtenir des résultats qui étaient impossibles avec d’autres alternatives”.
