Studio di massima di una macchina automatica per la pasta a ridotti tempi di cottura

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1 ALMA MATER STUDIORUM - UNIVERSITA' DI BOLOGNA SECONDA FACOLTA DI INGEGNERIA CON SEDE A CESENA CORSO DI LAUREA IN INGEGNERIA MECCANICA Classe 10 Sede di Forlì ELABORATO FINALE DI LAUREA in DISEGNO ASSISTITO AL CALCOLATORE L Studio di massima di una macchina automatica per la pasta a ridotti tempi di cottura

2 Macchina di partenza valvola a cassetto per la scolatura 1 posizionatore 1 piano di selezione valvola pasta a sfera da 1 ½ con attuatore pneumatico rotativo pila piatti 2 piano di selezione pasta aspiratore basculante pneumatico valvola artigianale a movimento longitudinale entrata acqua a 140 C e 4 bar 1 pentola basculante valvola a sfera scaricatore di vapore 2 pentola-fine cottura 2 posizionatore valvola a cassetto per la scolatura zona di erogazione del piatto

3 Obiettivo della tesi Migliorare la macchina automatica per la pasta, già esistente, tenendo conto le seguenti esigenze di mercato: 1. Servire almeno 3 tipi di pasta. 2. Autonomia minima di 150 pasti. 3. Tempo di cottura intorno a 1 minuto. 4. Autoalimentazione idrica. 5. Costo inferiore ai Controllo funzionamento macchina in remoto.

4 motore passo passo contenitori della pasta Gruppo di caricamento pasta contrappeso da 3 kg s p a g h e t t i tramoggia carcassa p i p e t t e p e n n e dosatori a lobi parte mobile 1 valvola a clapet scivolo pasta

5 Studio della pentola con il criterio di Von Mises Pentola per la doppia cottura entrata acqua a macchina vecchia: unico shock termico 160 C a 140 C e 7bar e 4 bar macchina nuova : 1 shock termico a 130 C e 3,75 bar 2 shock termico a 160 C e 7 bar uscita dei 2/3 dell acqua a 130 C e 3,75 bar entrata acqua a 130 C e 3,75 bar materiale usato: AISI 316 (X5CrNiMo1812) coefficiente si snervamento 172,369 MPa uscita acqua e pasta

6 attuatore pneumatico a cremagliera Valvola a sfera Atossica. Resistente a T. di 160 C e una pressione di 7 bar. Sezione di passaggio piena. Rapidità nella fase di apertura. valvola a sfera

7 motore passo passo Gruppo di fine cottura zona di scolatura contrappeso da 3KG aggancio guide valvola a cassetto entrata acqua + pasta parte mobile aggancio cinghia separazione cinghia sincrona del vapore pentola di fine cottura motore passo passo 2 valvola a clapet scolo acqua di cottura carcassa guide lineari valvola di scolatura a cassetto

8 Caricamento piatti contenitore piatti motore passo passo ruota dentata motrice cinghia sincrona motore passo passo cucchiaio elica ruota denta condotta guida a barra a posizionatore piatti profilo quadrato

9 Risposta all errore otturatore 1. Smaltare le superfici a contatto con l acqua calda e la pasta. 2. Dotare il processore di controlli per verificare il funzionamento delle valvole. Acqua In caso di errore attivare ciclo e 7 bar di pulizia: 3.1 inviare l errore all operatore; 3.2 forzare l apertura della valvola; 3.3 svuotare l impianto di cottura; 3.4 aprire la valvola a sfera e chiudere la 2 valvola a clapet; 3.5 inviare un getto d acqua a 170 C e 7 bar (effetto idropulitrice); 3.6 scarico rifiuti nel bidone. motore passo passo cassetto

10 Sistema energetico Attuatore pneumatico rotativo Motore passo passo Coppia fornita: 22 Nm Consumo: 0,216 l (a 6 bar ) Coppia fornita: 1,5 Nm Consumo: 12W Basso costo (motori standard)

11 Miglioramenti Apportati Vecchia macchina solo spaghetti un unico tipo di pasta Sistema di carico Sistema di cottura Nuova macchina tutti i tipi di pasta tre tipi di pasta unico shock termico (tempi dimezzati) due shock termici (tempi ridotti a qualche minuto) il 2 shock termico a 160 ha anche una funzione sterilizzante Sistema di pulizia NON PRESENTE pulizia preventiva (smatatura superfici) pulizia dopo errore

12 Sistema energetico complesso costoso acciai inox Materiali usati essenziale, ottimizzando i sistemi (es. il sistema di caricamento dei piatti poco costoso (uso di soluzioni standard, come cinghi guide lineari, motori standard) acciai inox commerciali (usati nei casi essenziali) materiali plastici (PET) complessa, più zone di carico scarico Struttura macchina unica zona di carico unica zona di scarico

13 Conclusioni e sviluppo futuro Parte energetica: occorre fornite 0,2 l di acqua a 160 in tempi brevi Parte circuitale : controllo degli attuatori e dei sensori Realizzazione prototipo Funzionamento nelle condizioni di continuo utilizzo Criticità meccanica di alcune soluzioni

14 Grazie per l attenzione