Роботы все чаще заменяют людей на предприятиях пищевой промышленности. Одним из преимуществ является то, что при работе роботов можно избежать загрязнения продукции персоналом. Проблема в том, что некоторые продукты, в том числе нежные фрукты и овощи, могут быть слишком чувствительными для обработки роботами.
Немецкий институт пищевых технологий осознал эту проблему и взял на себя задачу разработать технологию, позволяющую обрабатывать чувствительные продукты, не повреждая их. Цель была тройной:
- Разработать новый захват из эластомера (типа полимера) для гигиеничного обращения с неупакованными пищевыми продуктами.
- Создать роботизированный захват, который захватывает чувствительные предметы, не разрушая их при этом.
- Создать захват, который был бы одновременно гибким и безопасным для захвата пищевых продуктов различной формы, размера и с отделкой поверхности.
Результатом стал новый эластомерный захват для гигиеничного обращения с неупакованными продуктами питания роботами.
«Дизайн был вдохновлен человеческой рукой, которая обладает очень высокой гибкостью в отношении захвата и удержания», — сказал Кнут Франке из института, который представил идею на выставке Anuga FoodTec в этом году в Кельне, Германия.
«Это достигается с помощью пяти пальцев, которыми можно более или менее индивидуально двигать», — сказал он. «Кроме того, человеческие пальцы могут повторять контуры во время захвата и удерживания. Другим аспектом была возможность сконструировать его очень компактно без механических соединений. Из-за мягкого материала сила захвата не такая точечная, как у жестких захватов, а распределяется по большей площади, что снижает пиковые усилия».
Технология захватов на основе эластомера имеет большой потенциал для обработки пищевых продуктов и предлагает ряд преимуществ по сравнению с обычными захватами, включая гигиену и гибкость.
Технология достаточно адаптируема для захвата изделий различной формы и размера, а также проста в изготовлении. Поскольку в нем используется ТПЭ (литье под давлением), его можно производить недорого. Система захвата также имеет широкий спектр применения.
Требования к захватам для пищевых продуктов
Хотя это может показаться довольно простой технологией, захваты должны отвечать нескольким требованиям, чтобы их можно было использовать в пищевых продуктах. Сегодня на рынке представлено несколько типов захватов, включая механические захваты, пневматические захваты (под давлением и под давлением), электрические захваты и клеевые захваты. Не все подходят для чувствительных продуктов.
Например, с механическими захватами может возникнуть проблема из-за силы захвата, говорит Франке. Как правило, они используют соединение с формовочной или принудительной блокировкой, что может привести к повреждению продукта. Поскольку вакуумные захваты всасывают жидкости в системы, их использование может привести к образованию отложений и потенциальному загрязнению. В результате ни один из них не подходит с точки зрения безопасности и качества пищевых продуктов.
По словам Франке, с технологической точки зрения захваты, используемые в пищевой промышленности, должны отвечать ряду требований, включая время и длину захвата, силу захвата и количество деталей, которые необходимо захватить.
На объекты, подлежащие захвату, влияет ряд факторов, включая форму, массу, свойства поверхности, сухость, липкость и твердость. Твердость и форма особенно важны при переработке продукции. Условия окружающей среды, включая температуру и влажность, также следует учитывать. Гибкость также необходима, особенно при работе с естественной изменчивостью пищевых продуктов.
«Как правило, принцип действия эластомерных захватов основан на механических захватах», — сказал Франке. «Но вместо твердого металла или пластика в качестве материала для захвата, контактирующего с поверхностью пищи, используются мягкие эластомеры».
Второе основное отличие – это принцип работы захвата.
«Поскольку под давлением сгибаются только мягкие пальцы, никаких соединений или подобных конструкций не требуется, что делает эти захваты механически довольно простыми», — сказал он.
Однако, пожалуй, самой важной особенностью является компактный дизайн, который делает его идеальным выбором для использования в средах с высокими гигиеническими требованиями.
«Конструкция захвата полностью пригодна для очистки, поскольку в ней отсутствуют отверстия и зазоры, в которых могут скапливаться остатки продукта», — сказал Франке.
Благодаря дизайну его особенно легко чистить, что является преимуществом для предприятий пищевой промышленности.
Конструкция захвата является результатом немецкого исследовательского проекта трех различных исследовательских институтов. Идея проекта, а также опыт применения захватов для пищевых продуктов принадлежали Немецкому институту пищевых технологий. Строительство осуществила компания Fraunhover AVV, а эластомерные материалы выбрал Немецкий институт резиновых технологий.