Roboti sve više zamjenjuju ljude u postrojenjima za preradu hrane. Jedna od prednosti je da se tamo gdje roboti rade izbjegava kontaminacija proizvoda od strane osoblja. Problem je u tome što neki proizvodi, uključujući delikatno voće i povrće, mogu biti previše osjetljivi da bi im roboti mogli rukovati.
Njemački institut za prehrambene tehnologije prepoznao je problem i preuzeo izazov dizajna tehnologije koja rukuje osjetljivim proizvodima bez njihovog oštećenja. Cilj je bio trostruk:
- Za razvoj nove hvataljke od elastomera (vrsta polimera) za higijensko rukovanje neupakovanom hranom
- Dizajnirati robotsku hvataljku koja hvata osjetljive predmete bez njihovog uništavanja u procesu
- Dizajnirati hvataljku koja je fleksibilna i sigurna za hvatanje prehrambenih proizvoda različitih oblika, veličina i završnih obrada.
Rezultat je nova hvataljka od elastomera za higijensko rukovanje neupakovanom hranom od strane robota.
„Dizajn je inspirisan ljudskom rukom, koja ima veoma visoku fleksibilnost u pogledu hvatanja i držanja“, rekao je Knut Franke iz instituta, koji je predstavio ideju na ovogodišnjem sajmu Anuga FoodTec u Kelnu, Nemačka.
„Ovo se postiže sa pet prstiju, koji se manje-više mogu pomerati pojedinačno“, rekao je. „Pored toga, ljudski prsti mogu pratiti konture tokom hvatanja i držanja. Drugi aspekt je bila mogućnost da se dizajnira na vrlo kompaktan način bez mehaničkih spojeva. Zbog mekog materijala, sila hvatanja nije tako točna kao kod tvrdih hvataljki, već je raspoređena na veću površinu, smanjujući vršne sile.”
Tehnologija hvatanja na bazi elastomera ima veliki potencijal za rukovanje hranom i nudi nekoliko prednosti u odnosu na konvencionalne hvataljke, uključujući higijenu i fleksibilnost.
Tehnologija je dovoljno prilagodljiva za hvatanje proizvoda različitih oblika i veličina i jednostavna je za proizvodnju. Budući da koristi TPE (brizganje), može se proizvoditi jeftino. Sistem hvatanja takođe ima širok spektar primena.
Zahtjevi za hvataljke za hranu
Iako može izgledati kao prilično jednostavna tehnologija, hvataljke moraju ispunjavati nekoliko zahtjeva da bi se mogle koristiti u hrani. Danas na tržištu postoji nekoliko vrsta hvataljki, uključujući mehaničke hvataljke, pneumatske hvataljke (nad i pod pritiskom), električne hvataljke i ljepljive hvataljke. Nisu svi prikladni za osjetljivu hranu.
Mehaničke hvataljke, na primjer, mogu biti izazvane silom hvatanja, rekao je Franke. Općenito, oni koriste formu ili silom zaključanu vezu, što može dovesti do oštećenja proizvoda. Budući da vakuumske hvataljke usisavaju tečnosti u sisteme, njihova upotreba može dovesti do naslaga i potencijalne kontaminacije. Kao rezultat toga, nijedno nije prikladno u smislu sigurnosti i kvaliteta hrane.
Tehnološki gledano, hvataljke koje se koriste u preradi hrane moraju ispuniti niz zahtjeva, rekao je Franke, uključujući vrijeme i dužinu hvatanja, silu hvatanja i broj komada koji se moraju uhvatiti.
Na predmete koje treba uhvatiti utječu brojni faktori, uključujući oblik, masu, svojstva površine, suhoću, ljepljivost i čvrstoću. Čvrstoća i oblik su posebno važni u preradi proizvoda. Uslovi okoline, uključujući temperaturu i vlagu, takođe su tačke koje treba uzeti u obzir. Fleksibilnost je takođe potrebna, posebno kada se radi o prirodnoj varijabilnosti namirnica.
„Generalno, princip hvataljki od elastomera zasnovan je na mehaničkim hvataljkama“, rekao je Franke. “Ali umjesto tvrdih metalnih ili plastičnih materijala, meki elastomeri su implementirani kao materijal za hvatanje u kontaktu s površinom hrane.”
Druga glavna razlika je princip funkcije hvataljke.
“Budući da se samo mekani prsti savijaju pod pritiskom, nisu potrebni nikakvi zglobovi ili slične konstrukcije, što ove hvataljke čini mehanički prilično jednostavnim”, rekao je.
Možda je najvažnija karakteristika ipak njegov kompaktan dizajn, što ga čini idealnim izborom za korištenje u okruženjima s visokim higijenskim zahtjevima.
„Dizajn hvataljke se u potpunosti može očistiti jer su izbjegnute rupe i praznine u kojima se mogu nakupiti ostaci proizvoda“, rekao je Franke.
Dizajn ga čini posebno lakim za čišćenje, što je bonus za kompanije koje se bave preradom hrane.
Dizajn hvataljke rezultat je njemačkog istraživačkog projekta iz tri različita istraživačka instituta. Njemački institut za prehrambenu tehnologiju imao je ideju za projekat, kao i iskustvo u pogledu hvatanja aplikacija za hranu. Fraunhover AVV je izveo konstrukciju, a njemački institut za tehnologiju gume odabrao je elastomerne materijale.