Üha enam asendavad robotid inimesi toiduainetetöötlemistehastes. Üks eeliseid on see, et seal, kus töötavad robotid, välditakse toote saastumist personali poolt. Probleem on selles, et mõned tooted, sealhulgas õrnad puu- ja köögiviljad, võivad olla robotite jaoks liiga tundlikud.
Saksamaa Toidutehnoloogia Instituut tunnistas probleemi ja võttis vastu väljakutse luua tehnoloogia, mis käsitleb tundlikke tooteid neid kahjustamata. Eesmärk oli kolm:
- Töötada välja uudne elastomeerist (teatud tüüpi polümeer) haarats pakendamata toidu hügieeniliseks käsitsemiseks
- Disain robothaarats, mis haarab tundlikke esemeid ilma neid protsessi käigus hävitamata
- Kujundada haarats, mis on ühtaegu paindlik ja ohutu erineva kuju, suuruse ja pinnaviimistlusega toiduainete haaramiseks.
Tulemuseks on uudne elastomeerist haarats pakkimata toidu hügieeniliseks käsitsemiseks robotite poolt.
"Disain on inspireeritud inimkäest, millel on haaramise ja hoidmise osas väga suur paindlikkus," ütles Knut Franke instituudist, kes esitles ideed tänavusel Anuga FoodTeci messil Saksamaal Kölnis.
"Selleni jõutakse viie sõrmega, mida saab enam-vähem üksikult liigutada," ütles ta. “Lisaks suudavad inimese sõrmed haaramisel ja hoidmisel kontuure järgida. Teine aspekt oli võimalus kujundada see väga kompaktselt ilma mehaaniliste liigenditeta. Pehme materjali tõttu ei ole haardejõud nii täpne kui kõvade haaratside puhul, vaid jaotub suuremale pinnale, vähendades tippjõude.
Elastomeeril põhineval haardetehnoloogial on suur potentsiaal toiduainete käsitsemisel ning sellel on tavapäraste haaratsitega võrreldes mitmeid eeliseid, sealhulgas hügieen ja paindlikkus.
Tehnoloogia on piisavalt kohandatav erineva kuju ja suurusega toodete haaramiseks ning seda on lihtne valmistada. Kuna see kasutab TPE-d (pritsevormimine), saab seda odavalt valmistada. Haardesüsteemil on ka lai valik rakendusi.
Nõuded toiduainete haaratsitele
Kuigi see võib tunduda üsna lihtne tehnoloogia, peavad haaratsid vastama mitmetele nõuetele, et neid toidus kasutada. Tänapäeval on turul mitut tüüpi haaratsid, sealhulgas mehaanilised haaratsid, pneumaatilised haaratsid (üle- ja rõhu all), elektrilised haaratsid ja kleepuvad haaratsid. Mitte kõik ei sobi tundlike toitude jaoks.
Näiteks mehaanilistele haaratsidele võib haardejõud vaidlustada, ütles Franke. Tavaliselt kasutavad nad vormi- või sundlukustatud ühendust, mis võib põhjustada toote kahjustamist. Kuna vaakumhaaratsid imevad süsteemidesse vedelikke, võib nende kasutamine põhjustada sadestumist ja võimalikku saastumist. Seetõttu ei sobi kumbki toiduohutuse ja kvaliteedi poolest.
Tehnoloogiliselt öeldes peavad toiduainete töötlemisel kasutatavad haaratsid vastama mitmetele nõuetele, ütles Franke, sealhulgas haardeaeg ja pikkus, haardejõud ja haaratavate tükkide arv.
Haardetavaid esemeid mõjutavad mitmed tegurid, sealhulgas kuju, mass, pinnaomadused, kuivus, kleepuvus ja tugevus. Tugevus ja kuju on toodete töötlemisel eriti olulised. Arvestada tuleb ka keskkonnatingimustega, sealhulgas temperatuuri ja niiskusega. Samuti on vaja paindlikkust, eriti toiduainete loomuliku varieeruvuse käsitlemisel.
"Üldiselt põhineb elastomeerist haaratsite põhimõte mehaanilistel haaratsitel, " ütles Franke. "Kuid kõvade metallide või plastmaterjalide asemel kasutatakse pehmeid elastomeere toidupinnaga kokkupuutuva haardematerjalina."
Teine peamine erinevus on haaratsi funktsiooni põhimõte.
"Kuna surve mõjul painduvad ainult pehmed sõrmed, pole liitekohti ega sarnaseid konstruktsioone vaja, mistõttu on need haaratsid mehaaniliselt üsna lihtsad," ütles ta.
Kõige olulisem omadus on aga selle kompaktne disain, mis teeb sellest ideaalse valiku kõrgete hügieeninõuetega keskkondades kasutamiseks.
"Haaratsi disain on täielikult puhastatav, kuna välditi auke ja lünki, kuhu tootejäägid võivad koguneda," ütles Franke.
Disain muudab selle puhastamise eriti lihtsaks, mis on toidutöötlemisettevõtetele boonus.
Haardekonstruktsioon on kolme erineva uurimisinstituudi Saksamaa uurimisprojekti tulemus. Saksa Toidutehnoloogia Instituudil oli nii projekti idee kui ka kogemus toiduainete haarderakenduste osas. Ehituse teostas Fraunhover AVV ja elastomeermaterjalid valis Saksamaa Kummitehnoloogia Instituut.