Optimisation de la conception des actionneurs

Gerard Bush explique les principales considérations liées à la conception d'actionneurs pour la production alimentaire et de boissons

Les fabricants de produits alimentaires et de boissons exigent de la part de leurs constructeurs de machines OEM des conceptions de machines plus propres et plus sûres. En tant que moteur linéaire dans de nombreuses applications de production, il est essentiel que les actionneurs soient conçus pour garantir une hygiène optimale, empêchant l'accumulation de bactéries et capables de résister à des lavages agressifs. Lors de la spécification d'un actionneur électrique, il est également essentiel qu'il garantisse une utilisation durable sans nécessiter une maintenance longue et approfondie.

Dans la production agroalimentaire, lorsqu'un mouvement linéaire est requis, des actionneurs sont généralement présents. En tant que tels, les actionneurs linéaires sont utilisés dans des applications allant de l'emballage à la manipulation du produit lui-même, avec des processus tels que le formage, la découpe et le tranchage. La tendance des fabricants à exiger de plus en plus des conceptions plus propres et plus sûres de la part de leurs constructeurs de machines OEM, en particulier dans les environnements de transformation à plus haut risque, tels que la viande, le fromage, les produits laitiers, les fruits de mer et la volaille, pousse à son tour cette demande vers les fabricants de composants de machines. Pour les conceptions d'actionneurs, cela signifie qu'ils doivent être optimisés pour une utilisation hygiénique, tout en garantissant des performances précises, une fiabilité et une longue durée de vie.

La référence en matière d’entrée en conception est de garantir la conformité légale. En fonction des marchés géographiques et de l'utilisation finale, cela inclura généralement le respect de l'European Hygienic Engineering Design Group (EHEDG), ainsi que des normes sanitaires 3A qui représentent le Département de l'Agriculture des États-Unis (USDA) et la Food & Drug Administration (FDA). ).

Cependant, avant d'examiner les spécificités de la conception de l'actionneur, la première considération est de savoir comment l'actionneur doit s'intégrer à la machine plus large pour optimiser l'hygiène. L'architecture de la machine à châssis ouvert permet d'optimiser les principes de nettoyage en place (NEP), garantissant une visibilité pour un nettoyage efficace, ainsi que la capacité de nettoyer toutes les zones requises, en particulier celles en contact ou à proximité du produit.

Coïncidant avec la conception de la machine ouverte, l'actionneur nécessite une construction en acier inoxydable, l'acier inoxydable 316 étant considéré comme « de qualité alimentaire » pour ses qualités de résistance à la corrosion. Les actionneurs tels que la conception RSH de Tolomatic peuvent résister à des lavages réguliers avec des produits chimiques agressifs sans développer de défauts de corrosion susceptibles d'héberger des bactéries. De plus, la forme de conception doit éviter les crevasses et les angles plus pointus qui peuvent accumuler des bactéries et des débris. Au lieu de cela, les bords arrondis empêchent les particules alimentaires de s'accumuler et de s'accumuler, tandis que les solutions sanitaires peuvent facilement s'écouler après le lavage.

En combinaison avec une construction en acier inoxydable, des joints robustes sont nécessaires pour garantir qu'un actionneur atteigne un indice IP69K, ce qui signifie une protection contre la poussière et la pénétration d'eau, y compris les jets d'eau à haute pression utilisés pendant le lavage. Autour de la tige de poussée de l'actionneur, des joints empêchent toute pénétration qui autrement provoquerait de la corrosion et abriterait des bactéries. Pour minimiser les temps d'arrêt pour maintenance et garantir la longue durée de vie de l'actionneur, les joints doivent également être durables pour résister aux conditions de lavage. Les joints en polyuréthane conviennent à la plupart des applications, avec une tolérance élevée aux abrasifs tels que le sel et le sucre, mais pour une utilisation avec les produits chimiques caustiques les plus abrasifs, il convient d'utiliser du polyuréthane avec UHMWPE. Pour faciliter la maintenance, une conception de cartouche, telle que celle utilisée sur l'actionneur RSH de Tolomatic, permet un remplacement rapide du joint sans avoir besoin d'outils spécialisés, tandis que son système de double joint augmente la protection.

Pour garantir un fonctionnement efficace et une longue durée de vie, un actionneur destiné aux applications agroalimentaires doit également être capable de résister à des températures variables. Faisant face à des conditions potentiellement glaciales jusqu'à des températures extrêmes, un actionneur polyvalent pour la production alimentaire et de boissons devrait être capable de faire face à une plage allant de -10° à 40°C.

De plus, une considération importante en matière de conception est de savoir s'il faut intégrer le moteur ou utiliser une approche plus traditionnelle avec un dispositif séparé. L'avantage d'un système intégré est une unité scellée, réduisant les points d'entrée potentiels et comportant moins de points de collecte de bactéries. Cette conception augmente également la protection de l'unité, réduisant les besoins de maintenance et augmentant la longévité de l'actionneur.