Roboty čoraz viac nahrádzajú ľudí v závodoch na spracovanie potravín. Jednou z výhod je, že tam, kde pracujú roboty, sa zabráni kontaminácii produktov personálom. Problém je v tom, že niektoré produkty, vrátane jemného ovocia a zeleniny, môžu byť príliš citlivé na to, aby ich roboty zvládli.
Nemecký inštitút potravinárskych technológií rozpoznal problém a prijal výzvu navrhnúť technológiu, ktorá zvládne citlivé produkty bez toho, aby ich poškodila. Cieľ bol trojaký:
- Vyvinúť nový elastomérový (typ polyméru) uchopovač na hygienickú manipuláciu s nebalenými potravinami
- Navrhnúť uchopovač robota, ktorý uchopí citlivé predmety bez toho, aby ich pri tom zničil
- Navrhnúť chápadlo, ktoré je flexibilné a bezpečné na uchopenie potravinárskych produktov rôznych tvarov, veľkostí a povrchových úprav.
Výsledkom je nový elastomérový uchopovač na hygienickú manipuláciu s nebalenými potravinami robotmi.
„Dizajn bol inšpirovaný ľudskou rukou, ktorá má veľmi vysokú flexibilitu, pokiaľ ide o uchopenie a držanie,“ povedal Knut Franke z inštitútu, ktorý nápad predstavil na tohtoročnom veľtrhu Anuga FoodTec v Kolíne nad Rýnom v Nemecku.
"To je dosiahnuté piatimi prstami, ktoré možno viac-menej individuálne pohybovať," povedal. „Navyše, ľudské prsty môžu počas uchopenia a držania sledovať obrysy. Ďalším aspektom bola možnosť navrhnúť ho veľmi kompaktne bez mechanických spojov. Vďaka mäkkému materiálu nie je uchopovacia sila taká presná ako pri tvrdých uchopovačoch, ale je rozložená na väčšiu plochu, čím sa znižujú špičkové sily.
Technológia uchopenia na báze elastoméru má vysoký potenciál na manipuláciu s potravinami a oproti bežným uchopovačom ponúka niekoľko výhod, vrátane hygieny a flexibility.
Táto technológia je dostatočne prispôsobivá na uchopenie produktov rôznych tvarov a veľkostí a ľahko sa vyrába. Keďže používa TPE (vstrekovanie), dá sa vyrobiť lacno. Uchopovací systém má tiež široké uplatnenie.
Požiadavky na chápadlá na potraviny
Aj keď sa to môže zdať ako celkom jednoduchá technológia, chápadlá musia spĺňať niekoľko požiadaviek, aby sa dali použiť v potravinách. Dnes je na trhu niekoľko typov uchopovačov vrátane mechanických uchopovačov, pneumatických uchopovačov (nad a pod tlakom), elektrických uchopovačov a lepiacich uchopovačov. Nie všetky sú vhodné pre citlivé potraviny.
Napríklad mechanické uchopovače môžu byť napadnuté silou uchopenia, povedal Franke. Vo všeobecnosti používajú tvarovo alebo silou uzamknuté spojenie, čo môže viesť k poškodeniu produktu. Keďže vákuové chápadlá nasávajú kvapaliny do systémov, ich použitie môže viesť k usadeninám a potenciálnej kontaminácii. V dôsledku toho nie je ani jedno z nich vhodné z hľadiska bezpečnosti a kvality potravín.
Technologicky povedané, uchopovače používané pri spracovaní potravín musia spĺňať množstvo požiadaviek, povedal Franke, vrátane času a dĺžky uchopenia, sily uchopenia a počtu kusov, ktoré je potrebné uchopiť.
Predmety, ktoré sa majú uchopiť, sú ovplyvnené množstvom faktorov, vrátane tvaru, hmotnosti, povrchových vlastností, suchosti, lepivosti a pevnosti. Pri spracovaní produktov je obzvlášť dôležitá pevnosť a tvar. Podmienky prostredia, vrátane teploty a vlhkosti, sú tiež body, ktoré je potrebné zvážiť. Vyžaduje sa aj flexibilita, najmä pri manipulácii s prirodzenou variabilitou potravín.
„Princíp elastomérových uchopovačov je vo všeobecnosti založený na mechanických uchopovačoch,“ povedal Franke. "Ale namiesto tvrdých kovov alebo plastových materiálov sú ako materiál uchopovača v kontakte s povrchom potravín implementované mäkké elastoméry."
Druhým hlavným rozdielom je princíp funkcie chápadla.
„Pretože sa tlakom ohýbajú iba mäkké prsty, nie sú potrebné žiadne spoje ani podobné konštrukcie, vďaka čomu sú tieto chápadlá mechanicky celkom jednoduché,“ povedal.
Snáď najdôležitejšou vlastnosťou je však jeho kompaktný dizajn, ktorý z neho robí ideálnu voľbu pre použitie v prostrediach s vysokými hygienickými nárokmi.
„Dizajn chápadla je plne čistiteľný, pretože sa vyhli otvorom a medzerám, kde by sa mohli hromadiť zvyšky produktu,“ povedal Franke.
Vďaka svojmu dizajnu sa obzvlášť ľahko čistí, čo je bonus pre potravinárske spoločnosti.
Dizajn chápadla je výsledkom nemeckého výskumného projektu troch rôznych výskumných ústavov. Nemecký inštitút potravinárskej technológie mal nápad na projekt, ako aj skúsenosti s uchopovacími aplikáciami pre potraviny. Konštrukciu realizoval Fraunhover AVV a Nemecký inštitút gumárenskej technológie zvolil elastomérne materiály.