Роботы все чаще заменяют людей на предприятиях пищевой промышленности. Одним из преимуществ является то, что там, где работают роботы, исключается загрязнение продукта персоналом. Проблема в том, что некоторые продукты, в том числе нежные фрукты и овощи, могут быть слишком чувствительными для роботов.
Немецкий институт пищевых технологий осознал проблему и взялся за разработку технологии, позволяющей обрабатывать чувствительные продукты без их повреждения. Цель была тройной:
- Разработать новый захват из эластомера (разновидность полимера) для гигиеничной обработки неупакованных пищевых продуктов.
- Разработать захват робота, который захватывает чувствительные предметы, не разрушая их в процессе.
- Разработать гибкий и безопасный захват для пищевых продуктов различной формы, размера и поверхности.
В результате появился новый захват из эластомера для гигиеничной обработки неупакованных пищевых продуктов роботами.
«Дизайн был вдохновлен человеческой рукой, которая обладает очень высокой гибкостью в отношении захвата и удержания», — сказал Кнут Франке из института, который представил эту идею на выставке Anuga FoodTec в этом году в Кельне, Германия.
«Это достигается пятью пальцами, которые можно двигать более или менее индивидуально», — сказал он. «Кроме того, человеческие пальцы могут повторять контуры во время захвата и удерживания. Другим аспектом была возможность спроектировать его очень компактно без механических соединений. Благодаря мягкому материалу усилие захвата не такое точное, как у жестких захватов, а распределяется по большей площади, что снижает пиковые усилия».
Технология захвата на основе эластомера имеет большой потенциал для работы с пищевыми продуктами и предлагает ряд преимуществ по сравнению с обычными захватами, включая гигиену и гибкость.
Технология достаточно адаптируема для захвата изделий разных форм и размеров и проста в изготовлении. Поскольку в нем используется TPE (литье под давлением), его можно производить недорого. Захватная система также имеет широкий спектр применения.
Требования к захватам для пищевых продуктов
Хотя это может показаться довольно простой технологией, захваты должны соответствовать нескольким требованиям, чтобы их можно было использовать в пищевых продуктах. Сегодня на рынке представлено несколько типов захватов, в том числе механические захваты, пневматические захваты (с избыточным и под давлением), электрические захваты и клеевые захваты. Не все подходят для чувствительной пищи.
По словам Франке, механическим захватам, например, может противостоять сила захвата. Как правило, они используют форму или силовое соединение, что может привести к повреждению продукта. Поскольку вакуумные захваты всасывают жидкости в системы, их использование может привести к образованию отложений и возможному 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 соответствовать ряду требований, включая время и длину захвата, усилие захвата и количество захватываемых кусочков.
На объекты, которые необходимо захватить, влияет ряд факторов, включая форму, массу, свойства поверхности, сухость, липкость и твердость. Твердость и форма особенно важны при переработке продуктов. Условия окружающей среды, включая температуру и влажность, также следует учитывать. Также требуется гибкость, особенно при работе с естественной изменчивостью продуктов.
«Как правило, принцип работы эластомерных захватов основан на механических захватах, — сказал Франке. «Но вместо твердого металла или пластика в качестве материала захвата, контактирующего с поверхностью пищи, используются мягкие эластомеры».
Второе основное отличие заключается в принципе работы захвата.
«Поскольку под давлением сгибаются только мягкие пальцы, не требуется никаких соединений или подобных конструкций, что делает эти захваты механически довольно простыми», — сказал он.
Однако, возможно, наиболее важной особенностью является его компактный дизайн, что делает его идеальным выбором для использования в средах с высокими гигиеническими требованиями.
«Конструкция захвата полностью поддается очистке, поскольку в нем отсутствуют отверстия и зазоры, в которых могут скапливаться остатки продукта», — сказал Франке.
Благодаря такой конструкции его особенно легко чистить, что является преимуществом для предприятий пищевой промышленности.
Конструкция захвата является результатом немецкого исследовательского проекта трех различных исследовательских институтов. У Немецкого института пищевых технологий была идея проекта, а также опыт в области захвата пищевых продуктов. Строительство производила компания Fraunhover AVV, а эластомерные материалы выбрал Немецкий институт резиновых технологий.
