روبات ها به طور فزاینده ای جایگزین انسان در کارخانه های فرآوری مواد غذایی می شوند. یکی از مزیت ها این است که در جایی که روبات ها کار می کنند، از آلودگی محصول توسط پرسنل جلوگیری می شود. مشکل این است که برخی از محصولات، از جمله میوهها و سبزیجات ظریف، برای روباتها بسیار حساس هستند.
مؤسسه فناوریهای غذایی آلمان این مشکل را تشخیص داد و چالش طراحی فناوری را پذیرفت که محصولات حساس را بدون آسیب رساندن به آنها مدیریت کند. هدف سه چیز بود:
- ایجاد یک گیره الاستومری جدید (نوعی پلیمر) برای جابجایی بهداشتی مواد غذایی بسته بندی نشده
- برای طراحی یک دستگیره رباتی که اقلام حساس را بدون از بین بردن آنها در این فرآیند می گیرد
- برای طراحی گیره ای که هم انعطاف پذیر و هم ایمن برای گرفتن محصولات غذایی با اشکال، اندازه ها و سطوح مختلف باشد.
نتیجه یک گیره الاستومری جدید برای جابجایی بهداشتی مواد غذایی بسته بندی نشده توسط روبات ها است.
Knut Franke از این موسسه که این ایده را در نمایشگاه امسال Anuga FoodTec در شهر کلن آلمان ارائه کرد، گفت: "این طرح از دست انسان الهام گرفته شده است که از انعطاف پذیری بسیار بالایی در گرفتن و در دست گرفتن برخوردار است."
او گفت: «این پنج انگشت به دست میآیند که میتوان آنها را کم و بیش به صورت جداگانه حرکت داد. "علاوه بر این، انگشتان انسان می توانند در هنگام گرفتن و نگه داشتن خطوط خطوط را دنبال کنند. جنبه دیگر امکان طراحی آن به صورت بسیار فشرده و بدون اتصالات مکانیکی بود. با توجه به مواد نرم، نیروی گرفتن به اندازه گیره های سخت دقیق نیست، اما در یک منطقه بزرگتر توزیع می شود و نیروی اوج را کاهش می دهد.
فن آوری چنگ زدن مبتنی بر الاستومر پتانسیل بالایی برای دست زدن به مواد غذایی دارد و مزایای متعددی نسبت به گیره های معمولی از جمله بهداشت و انعطاف پذیری دارد.
این فناوری به اندازه کافی برای گرفتن محصولات با اشکال و اندازه های مختلف سازگار است و ساخت آن آسان است. از آنجایی که از TPE ( قالب گیری تزریقی) استفاده می کند، می توان آن را ارزان ساخت. سیستم دستگیره نیز کاربردهای گسترده ای دارد.
الزامات گیره برای غذاها
اگرچه ممکن است فناوری نسبتاً ساده ای به نظر برسد، اما گیره ها برای استفاده در غذا باید چندین الزام را داشته باشند. امروزه انواع مختلفی از گیره ها در بازار وجود دارد که از جمله آنها می توان به گیره های مکانیکی، گیره های بادی (بیش از حد و تحت فشار)، گیره های برقی و گیره های چسب اشاره کرد. همه آنها برای غذاهای حساس مناسب نیستند.
فرانکه گفت، برای مثال، گیره های مکانیکی را می توان با نیروی گرفتن به چالش کشید. به طور کلی، آنها از فرم یا اتصال قفل شده استفاده می کنند که می تواند منجر به آسیب به محصول شود. از آنجایی که گیره های خلاء مایعات را به داخل سیستم می مکند، استفاده از آنها می تواند منجر به رسوبات و آلودگی احتمالی شود. در نتیجه هیچ کدام از نظر ایمنی و کیفیت مواد غذایی مناسب نیستند.
فرانکه گفت از نظر فن آوری، گیره هایی که در فرآوری مواد غذایی استفاده می شوند باید تعدادی از الزامات را برآورده کنند، از جمله زمان و طول گرفتن، نیروی گرفتن و تعداد قطعاتی که باید گرفته شوند.
اجسامی که باید در دست گرفته شوند تحت تأثیر عوامل متعددی از جمله شکل، جرم، خواص سطحی، خشکی، چسبندگی و استحکام قرار دارند. سفتی و شکل به ویژه در فرآوری محصول اهمیت دارد. شرایط محیطی از جمله دما و رطوبت نیز از نکاتی هستند که باید در نظر گرفته شوند. انعطاف پذیری نیز لازم است، به ویژه در هنگام دست زدن به تنوع طبیعی غذاها.
فرانکه گفت: "به طور کلی، اصل گیره های الاستومری مبتنی بر گیره های مکانیکی است." اما به جای مواد سخت فلزی یا پلاستیکی، الاستومرهای نرم به عنوان ماده گیر در تماس با سطح غذا استفاده می شوند.
دومین تفاوت اصلی اصل عملکرد گریپر است.
او گفت: «از آنجایی که تنها انگشتان نرم با فشار خم میشوند، به هیچ مفصل یا ساختار مشابهی نیاز نیست و این گیرهها را از نظر مکانیکی بسیار ساده میکند.»
شاید مهم ترین ویژگی، طراحی جمع و جور آن باشد که آن را به گزینه ای ایده آل برای استفاده در محیط هایی با نیازهای بهداشتی بالا تبدیل می کند.
فرانکه گفت: «طراحی گیره کاملاً قابل تمیز کردن است زیرا از سوراخها و شکافهایی که در آن بقایای محصول جمع میشود اجتناب میشود.
این طراحی تمیز کردن آن را بسیار آسان می کند، که این یک امتیاز برای شرکت های فرآوری مواد غذایی است.
طراحی گریپر نتیجه یک پروژه تحقیقاتی آلمانی از سه موسسه تحقیقاتی مختلف است. انستیتوی فناوری مواد غذایی آلمان ایده این پروژه و همچنین تجربه مربوط به کاربردهای چنگ زدن برای غذا را داشت. Fraunhover AVV ساخت و ساز را انجام داد و مؤسسه فناوری لاستیک آلمان مواد الاستومری را انتخاب کرد.