LES TRANSMISSIONS MECANIQUES SONT REMPLACEES PAR LA SERVOCOMMANDE

JBT repense la machine de remplissage avec Siemens

L'industrie des transformations alimentaires est mise sous pression par le retail. Les producteurs doivent délivrer des produits qualitatifs et qui garantissent la sécurité alimentaire à un coût le plus bas possible. En tant que fabricant de machines de remplissage, de scellage et de stérilisation, JBT (John Bean Technologies) tente de les assister. Avec Siemens, il a travaillé à un nouveau design de son Unifiller, qui sert à remplir et sceller des 'liquid foods' dans des boîtes métalliques et dans des bocaux en verre. La mécanique a été remplacée par une commande numérique. Le résultat: une machine avec axes synchronisés capable de traiter jusqu'à 1.200 emballages par minute.

CONSTRUCTEUR DE MACHINES POUR L'INDUSTRIE ALIMENTAIRE

JBT (John Bean Technologies) a été fondée au milieu des années 1800 par l'ingénieur américain qui a donné son nom à l'entreprise. Par la reprise des branches industrielles AeroTech et FoodTech du groupe industriel FMC, env. cent ans plus tard, l'entreprise est devenue l'acteur mondial actuel. JBT s'est établie à Saint-Nicolas après la Seconde Guerre mondiale et fabrique actuellement toutes sortes de machines de remplissage, de scellage et de stérilisation pour l'industrie alimentaire.

Atouts

“Nous réalisons aussi bien l'ingénierie que la production 'tailormade', et donc quasi toujours selon les souhaits spécifiques du client. C'est d'emblée le principal atout de notre entreprise, mais ceci fait aussi que nous n'avons pas de portefeuille de produits bien délimité; ou une offre de machines 'off the shelf'", affirme Bart Aluwe, lead controls engineer.

“Par ailleurs, on nous choisit souvent pour le solide support que nous proposons après la vente. En effet, nous employons dans le monde entier des collaborateurs de vente et de service locaux qui sont en mesure d'assister rapidement les clients et de plus, souvent dans leur langue", précise-t-il.

“Dans l'industrie alimentaire, on vise une grande qualite alimentaire pour un faible cout unitaire"

UNIFILLER

Grâce à cette approche globale, l'entreprise connaît les différentes niches d'activité de ses clients et les points d'attention spécifiques importants. En tant que constructeur de machines, ils veulent rencontrer ces différents besoins.

High capacity & high quality

“La nouvelle Unifiller est un parfait exemple. Ces dernières années, nous avons été contacté par divers grands acteurs de l'industrie des produits laitiers, caractérisée par des produits très sensibles au prix. Pour encore gagner de l'argent, ils ont besoin de 'high capacity', sans menacer la 'high quality'. Par conséquent, ils recherchaient une machine de remplissage et de scellage rapide offrant une grande flexibilité pour d'éventuels changements de produit, qui dose, en outre, avec une grande précision afin de limiter autant que possible les pertes de produit. En effet, bon nombre de ces entreprises n'exportent pas du lait pur, mais par exemple du lait évaporé ou qui a reçu une 'added value', comme des protéines ou vitamines supplémentaires. Le lait condensé a déjà reçu plusieurs traitements thermiques avant le remplissage, ce n'est donc pas une marchandise bon marché que vous voulez voir évoluer le long de la machine", confie Aluwe.

Conception hygiénique

“De plus, une conception hygiénique est aussi très importante. Dès la phase conceptuelle, nous avons visé une machine facile à nettoyer avec un nettoyage CIP entièrement automatisé, sans devoir démanteler totalement la machine. Mais ces exigences s'intensifient constamment."

REDESIGN

Afin de répondre à ces demandes, un 'redesign' de l'Unifiller existante s'imposait. Les rapports mécaniques pour l'accouplement entre les stations de remplissage et de scellage rotatives réglables en hauteur et le dispositif d'introduction fixe, mais rotatif ont été remplacés par une servocommande numérique. Ceci résulte en différents avantages.

Grande flexibilité et précision

“Les stations de remplissage et de scellage doivent être réglables en hauteur pour pouvoir changer rapidement entre différents emballages. Le 'headspace' libre au-dessus des boîtes métalliques ou bocaux est un facteur très important dans le remplissage proprement dit. En effet, ceci exerce une grande influence sur la qualité et la sécurité alimentaire finales des produits, notamment pendant la stérilisation. La vitesse de ligne est aussi déterminée par les emballages et les produits à remplir, tandis que nous tenons compte également de la force centrifuge. Nous ne pouvons pas augmenter à l'infini cette vitesse de ligne, mais nous sommes bel et bien parvenus à intégrer pas moins de 81 stations de remplissage dans une seule machine. Nous pouvons remplir et sceller jusqu'à 1.200 boîtes métalliques par minute et ce, avec une précision de synchronisation des servomoteurs de 0,2 mm sur le diamètre extérieur de 3,5 m. C'est donc un processus qui doit être très synchrone et qui exige une grande puissance de calcul", explique Aluwe.

Servocommande

“Avant, nous utilisions des boîtes de vitesses très spécifiques et coûteuses pour établir le lien entre ces différents composants, qui occupaient, en outre, beaucoup de place. Telle une boîte de vitesses pour le réglage mécanique des chaînes entre les dispositifs de remplissage et de scellage, qui subissaient un étirement. Pour un réglage parfait, ceci devait se faire, alors que la machine fonctionnait, ce qui n'était absolument pas évident. En passant d'un seul entraînement général à trois moteurs synchronisés intégrés de façon compacte - pour le dispositif d'introduction, la cuve de remplissage et le dispositif de scellage - à entraînement séparé, tous les inconvénients de ces boîtes de vitesses disparaissent. Grâce à la servocommande, nous pouvons effectuer les ajustements éventuels par logiciel, ce qui est bien plus simple. Pour une parfaite évolution du processus, tout est maintenant contrôlé et suivi par électronique, si bien que le client final doit engager moins d'opérateurs", dit-on.

Co-ingénierie et support

“Nous avions déjà une longue et bonne collaboration avec Siemens en termes de PLC. En étroite concertation avec eux, nous avons trouvé la bonne combinaison pour le train d'entraînement complet, tout en réfléchissant ensemble sur le mapping entre la partie mécanique et électronique. Nous pouvons certainement parler de 'co-ingénierie', bien plus que d'une simple livraison de produit. Ils sont venus quelques fois sur place, aussi pour procurer le support requis. En effet, la plateforme Simotion choisie est une plateforme moteur high-end destinée spécifiquement aux environnements spécifiques exigeant une grande capacité de calcul. Ceci nécessite quelques connaissances qui excèdent le niveau PLC classique", ajoute le lead controls engineer.

EVALUATION

“Nous avons choisi Siemens en raison de notre expérience positive passée et du fait qu'ils sont, tout comme nous, actifs au niveau mondial dans l'industrie alimentaire, ce qui est très important pour nous en termes de support et de service. Par leur accompagnement minutieux, ceci s'est révélé être le bon choix de partenaire", évalue Aluwe.

“Pour ce qui est de la solution fournie, nous sommes très satisfaits. Car elle nous permet de réduire les coûts pour les clients finaux sur trois plans. Avant tout, les servomoteurs sont une alternative plus économe en énergie par la suppression des pertes mécaniques. Par ailleurs, l'électronique réduit le recours aux opérateurs et leur recherche. Et enfin, les adaptations sont bien plus aisées, tout simplement en réécrivant quelques lignes dans le code", conclut-il.