Все по-често роботите заместват хората в предприятията за преработка на храни. Едно от предимствата е, че когато работят роботи, се избягва замърсяване на продукта от персонала. Проблемът е, че някои продукти, включително деликатни плодове и зеленчуци, могат да бъдат твърде чувствителни, за да се справят с тях роботите.
Германският институт по хранителни технологии разпозна проблема и пое предизвикателството да създаде технология, която обработва чувствителни продукти, без да ги уврежда. Целта беше тройна:
- Да се разработи нов еластомер (вид полимер) захващане за хигиенично боравене с неопакована храна
- Да се проектира робот-хващач, който хваща чувствителни предмети, без да ги унищожава в процеса
- Да се проектира захват, който е едновременно гъвкав и безопасен за хващане на хранителни продукти с различни форми, размери и повърхностни покрития.
Резултатът е новият еластомерен захват за хигиенично боравене с неопаковани храни от роботи.
„Дизайнът е вдъхновен от човешката ръка, която има много висока гъвкавост по отношение на хващане и задържане“, каза Кнут Франке от института, който представи идеята на тазгодишното изложение Anuga FoodTec в Кьолн, Германия.
„Това се достига от петте пръста, които могат повече или по-малко да се движат индивидуално“, каза той. „Освен това човешките пръсти могат да следват контурите по време на хващане и задържане. Другият аспект беше възможността да се проектира по много компактен начин без механични съединения. Благодарение на мекия материал, силата на захващане не е толкова точна, колкото е при твърдите грайфери, а се разпределя върху по-голяма площ, намалявайки пиковите сили.“
Базираната на еластомер технология за захващане има голям потенциал за работа с храни и предлага няколко предимства пред конвенционалните захващащи устройства, включително хигиена и гъвкавост.
Технологията е достатъчно адаптивна за захващане на продукти с различни форми и размери и е лесна за производство. Тъй като използва TPE (леене под налягане), може да се произвежда евтино. Системата за захващане също има широк спектър от приложения.
Изисквания към грайферите за храни
Въпреки че може да изглежда като доста проста технология, захващащите устройства трябва да отговарят на няколко изисквания, за да бъдат използвани в храната. Днес на пазара има няколко вида хващачи, включително механични хващачи, пневматични хващачи (над и под налягане), електрически хващачи и лепилни хващачи. Не всички са подходящи за чувствителни храни.
Механичните захващащи устройства, например, могат да бъдат предизвикани от силата на захващане, каза Франке. Обикновено те използват форма или принудително заключена връзка, което може да доведе до повреда на продукта. Тъй като вакуумните хващачи засмукват течности в системите, използването им може да доведе до отлагания и потенциално замърсяване. В резултат нито едно от двете не е подходящо по отношение на безопасността и качеството на храните.
От технологична гледна точка, захващащите устройства, използвани в хранително-вкусовата промишленост, трябва да отговарят на редица изисквания, каза Франке, включително време и дължина на захващане, сила на захващане и брой парчета, които трябва да бъдат захванати.
Обектите за хващане се влияят от редица фактори, включително форма, маса, повърхностни свойства, сухота, лепкавост и твърдост. Твърдостта и формата са особено важни при обработката на продукцията. Условията на околната среда, включително температура и влага, също са точки, които трябва да се имат предвид. Необходима е и гъвкавост, особено когато се работи с естествената променливост на храните.
„Като цяло принципът на еластомерните захващащи устройства се основава на механични захващащи устройства“, каза Франке. „Но вместо твърди метални или пластмасови материали, меките еластомери се прилагат като материал за захващане в контакт с повърхността на храната.“
Втората основна разлика е принципът на функцията на захващане.
„Тъй като само меките пръсти се огъват от натиск, не са необходими стави или подобни конструкции, което прави тези хващачи механично доста прости“, каза той.
Може би най-важната характеристика обаче е неговият компактен дизайн, което го прави идеален избор за използване в среда с високи хигиенни изисквания.
„Дизайнът на грайфера може да се почиства напълно, тъй като бяха избегнати дупки и пролуки, където могат да се натрупат остатъци от продукта“, каза Франке.
Дизайнът го прави особено лесен за почистване, което е бонус за компаниите, преработващи храни.
Дизайнът на грайфера е резултат от немски изследователски проект от три различни изследователски института. Германският институт по хранителни технологии имаше идеята за проекта, както и опита по отношение на захващащите приложения за храни. Fraunhover AVV извърши конструкцията, а Германският институт за каучукови технологии избра еластомерните материали.