Cada cop més, els robots estan substituint els humans a les plantes de processament d'aliments. Un dels avantatges és que on treballen els robots s'evita la contaminació del producte per part del personal. El problema és que alguns productes, incloses les fruites i verdures delicades, poden ser massa sensibles per als robots.
L'Institut Alemany de Tecnologies dels Aliments va reconèixer el problema i va assumir el repte de dissenyar una tecnologia que manipuli productes sensibles sense danyar-los. L'objectiu era triple:
- Desenvolupar una nova pinça d'elastòmer (un tipus de polímer) per a la manipulació higiènica d'aliments sense envasar
- Dissenyar una pinça robot que agafa objectes sensibles sense destruir-los en el procés
- Dissenyar una pinça flexible i segura per agafar productes alimentaris de diferents formes, mides i acabats superficials.
El resultat és la nova pinça d'elastòmer per a la manipulació higiènica d'aliments sense envasar mitjançant robots.
"El disseny es va inspirar en la mà humana, que té una flexibilitat molt alta pel que fa a agafar i subjectar", va dir Knut Franke de l'institut, que va presentar la idea a la Fira Anuga FoodTec d'aquest any a Colònia, Alemanya.
"Això s'arriba amb els cinc dits, que es poden moure més o menys individualment", va dir. "A més, els dits humans poden seguir els contorns durant la presa i la subjectació. L'altre aspecte va ser la possibilitat de dissenyar-lo de manera molt compacta sense juntes mecàniques. A causa del material tou, la força de presa no és tan puntual com ho és per a les pinces dures, sinó que es distribueix en una àrea més gran, reduint les forces màximes".
La tecnologia d'agafament basada en elastòmers té un gran potencial per a la manipulació d'aliments i ofereix diversos avantatges respecte a les pinces convencionals, com ara la higiene i la flexibilitat.
La tecnologia és prou adaptable per agafar productes de diferents formes i mides, i és fàcil de fabricar. Com que utilitza TPE (emmotllament per injecció), es pot fabricar de manera econòmica. El sistema de presa també té una àmplia gamma d'aplicacions.
Requisits per a les pinces per a aliments
Tot i que pot semblar una tecnologia bastant senzilla, les pinces han de complir diversos requisits per poder ser utilitzades en aliments. Actualment, hi ha diversos tipus de pinces al mercat, com ara pinces mecàniques, pinces pneumàtiques (sobre i sota pressió), pinces elèctriques i pinces adhesives. No tots són aptes per a aliments sensibles.
Les pinces mecàniques, per exemple, es poden desafiar amb la força d'adherència, va dir Franke. En general, utilitzen un formulari o connexió de bloqueig forçat, que pot provocar danys al producte. Com que les pinces al buit succionen líquids als sistemes, el seu ús pot provocar dipòsits i contaminació potencial. Com a resultat, cap dels dos és adequat pel que fa a la seguretat alimentària i la qualitat.
Tecnològicament parlant, les pinces utilitzades en el processament d'aliments han de complir una sèrie de requisits, va dir Franke, com ara el temps i la longitud de presa, la força de presa i el nombre de peces que s'han d'agafar.
Els objectes a agafar estan influenciats per una sèrie de factors, com ara la forma, la massa, les propietats superficials, la sequedat, l'adherència i la fermesa. La fermesa i la forma són especialment importants en el processament dels productes. Les condicions ambientals, incloses la temperatura i la humitat, també són punts a tenir en compte. També es requereix flexibilitat, sobretot quan es manipula la variabilitat natural dels aliments.
"En general, el principi de les pinces d'elastòmer es basa en pinces mecàniques", va dir Franke. "Però en lloc de materials de metall dur o plàstic, els elastòmers suaus s'implementen com a material de pinça en contacte amb la superfície dels aliments".
La segona diferència principal és el principi de la funció de pinça.
"Com que només els dits suaus es dobleguen per pressió, no calen juntes ni construccions similars, cosa que fa que aquestes pinces mecànicament siguin bastant senzilles", va dir.
Potser la característica més important, però, és el seu disseny compacte, que el converteix en una opció ideal per utilitzar-lo en entorns amb altes exigències higièniques.
"El disseny de la pinça es pot netejar completament perquè es van evitar forats i buits on es poden acumular residus de producte", va dir Franke.
El disseny fa que sigui especialment fàcil de netejar, cosa que és un avantatge per a les empreses de processament d'aliments.
El disseny de la pinça és el resultat d'un projecte de recerca alemany de tres instituts de recerca diferents. L'Institut Alemany de Tecnologia dels Aliments va tenir la idea del projecte, així com l'experiència pel que fa a les aplicacions d'agafament per a aliments. Fraunhover AVV va dur a terme la construcció i l'Institut Alemany de Tecnologia del Cautxú va triar els materials elastòmers.