Роботи все частіше замінюють людей на харчових підприємствах. Однією з переваг є те, що там, де працюють роботи, уникають забруднення продукту персоналом. Проблема полягає в тому, що деякі продукти, включно з делікатними фруктами та овочами, можуть бути надто чутливими, щоб роботи не могли ними впоратися.
Німецький інститут харчових технологій визнав проблему та взявся за завдання розробки технології, яка оброблятиме чутливі продукти, не пошкоджуючи їх. Мета була тричі:
- Розробити новий еластомерний (тип полімеру) захват для гігієнічного поводження з неупакованими харчовими продуктами
- Розробити робот-захват, який захоплює чутливі предмети, не руйнуючи їх у процесі
- Розробити гнучкий і безпечний захват для захоплення харчових продуктів різної форми, розміру та поверхні.
Результатом є новий еластомерний захват для гігієнічного поводження з неупакованими продуктами роботами.
«Дизайн був натхненний людською рукою, яка має дуже високу гнучкість щодо захоплення та утримання», — сказав Кнут Франке з інституту, який представив ідею на цьогорічному ярмарку Anuga FoodTec у Кельні, Німеччина.
«Це досягається за допомогою п’яти пальців, якими можна рухати більш-менш окремо», — сказав він. «Крім того, людські пальці можуть повторювати контури під час захоплення та утримання. Іншим аспектом була можливість створити його дуже компактним способом без механічних з’єднань. Завдяки м’якому матеріалу сила захоплення не така точна, як у випадку з твердими захопленнями, а розподіляється на більшу площу, зменшуючи пікові зусилля».
Технологія захвату на основі еластомеру має високий потенціал для роботи з харчовими продуктами та пропонує ряд переваг перед звичайними захватами, зокрема гігієнічність і гнучкість.
Технологія достатньо адаптована, щоб захоплювати вироби різних форм і розмірів, і її легко виготовити. Оскільки він використовує TPE (лиття під тиском), його можна виготовити недорого. Система захоплення також має широкий спектр застосування.
Вимоги до захватів для харчових продуктів
Хоча це може здатися досить простою технологією, захвати повинні відповідати декільком вимогам, щоб використовувати їх у харчових продуктах. Сьогодні на ринку представлено кілька типів захватів, включаючи механічні захвати, пневматичні захвати (над тиском і під тиском), електричні захвати та клейові захвати. Не всі підходять для чутливих продуктів.
Механічні захвати, наприклад, можуть бути викликані силою зчеплення, сказав Франке. Як правило, вони використовують з’єднання за формою або силову блокування, що може призвести до пошкодження виробу. Оскільки вакуумні захвати всмоктують рідини в системи, їх використання може призвести до утворення відкладень і потенційного забруднення. Як наслідок, жодна з них не підходить з точки зору безпеки та якості харчових продуктів.
Технологічно кажучи, захвати, які використовуються в харчовій промисловості, повинні відповідати ряду вимог, сказав Франке, включаючи час і довжину захоплення, силу захоплення та кількість шматків, які потрібно захопити.
На предмети, які потрібно захопити, впливає ряд факторів, включаючи форму, масу, властивості поверхні, сухість, липкість і твердість. Твердість і форма особливо важливі при обробці продуктів. Умови навколишнього середовища, включаючи температуру та вологість, також слід враховувати. Також потрібна гнучкість, особливо при роботі з природною мінливістю харчових продуктів.
«Загалом принцип еластомерних захватів заснований на механічних захватах», — сказав Франке. «Але замість твердих металевих або пластикових матеріалів використовуються м’які еластомери як матеріал для захоплення, що контактує з поверхнею їжі».
Другою основною відмінністю є принцип роботи захвату.
«Оскільки під дією тиску згинаються лише м’які пальці, не потрібні з’єднання чи подібні конструкції, що робить ці захвати механічно досить простими», — сказав він.
Мабуть, найважливішою особливістю є його компактний дизайн, що робить його ідеальним вибором для використання в середовищах з високими гігієнічними вимогами.
«Конструкцію захвату можна повністю очистити, оскільки ми уникали отворів і зазорів, де можуть накопичуватися залишки продукту», — сказав Франке.
Завдяки конструкції його особливо легко чистити, що є бонусом для підприємств харчової промисловості.
Конструкція захоплення є результатом німецького дослідницького проекту трьох різних дослідницьких інститутів. Німецький інститут харчових технологій мав ідею для проекту, а також досвід щодо захоплюючих застосувань для харчових продуктів. Fraunhover AVV здійснив будівництво, а Німецький інститут гумових технологій вибрав еластомерні матеріали.