Cada vez máis, os robots están a substituír aos humanos nas plantas de procesamento de alimentos. Unha das vantaxes é que onde traballan os robots evítase a contaminación do produto por parte do persoal. O problema é que algúns produtos, incluíndo froitas e vexetais delicados, poden ser demasiado sensibles para que os robots poidan manexar.
O Instituto Alemán de Tecnoloxías Alimentarias recoñeceu o problema e asumiu o reto de deseñar tecnoloxía que manexa produtos sensibles sen danalos. O obxectivo era triplo:
- Desenvolver unha nova pinza de elastómero (un tipo de polímero) para a manipulación hixiénica de alimentos desembalados
- Deseñar unha pinza robot que agarre elementos sensibles sen destruílos no proceso
- Deseñar unha pinza flexible e segura para agarrar produtos alimenticios de diferentes formas, tamaños e acabados de superficie.
O resultado é a nova pinza de elastómero para a manipulación hixiénica de alimentos desembalados mediante robots.
"O deseño inspirouse na man humana, que ten unha flexibilidade moi elevada con respecto ao agarre e a suxeición", dixo Knut Franke do instituto, quen presentou a idea na Feira Anuga FoodTec deste ano en Colonia, Alemaña.
"A iso chéganse os cinco dedos, que se poden mover máis ou menos individualmente", dixo. "Ademais, os dedos humanos poden seguir os contornos durante o agarre e a suxeición. O outro aspecto foi a posibilidade de deseñalo dun xeito moi compacto sen xuntas mecánicas. Debido ao material brando, a forza de agarre non é tan puntual como para as pinzas duras, senón que se distribúe nunha área máis grande, reducindo as forzas máximas.
A tecnoloxía de agarre baseada en elastómeros ten un alto potencial para manipular alimentos e ofrece varias vantaxes sobre as pinzas convencionais, incluíndo a hixiene e a flexibilidade.
A tecnoloxía é o suficientemente adaptable como para agarrar produtos de diferentes formas e tamaños, e é fácil de fabricar. Dado que utiliza TPE (moldeo por inxección), pódese fabricar de xeito económico. O sistema de agarre tamén ten unha ampla gama de aplicacións.
Requisitos das pinzas para alimentos
Aínda que poida parecer unha tecnoloxía bastante sinxela, as pinzas deben cumprir varios requisitos para poder ser utilizadas na alimentación. Hoxe en día, existen varios tipos de pinzas no mercado, incluíndo pinzas mecánicas, pinzas pneumáticas (sobre e baixo presión), pinzas eléctricas e pinzas adhesivas. Non todos son axeitados para alimentos sensibles.
As pinzas mecánicas, por exemplo, poden ser desafiadas pola forza de agarre, dixo Franke. Xeralmente, usan unha conexión de forma ou forzada, o que pode provocar danos no produto. Dado que as pinzas de baleiro aspiran líquidos aos sistemas, o seu uso pode provocar depósitos e contaminación potencial. Como resultado, ningún dos dous é adecuado en termos de seguridade e calidade dos alimentos.
Tecnoloxicamente falando, as pinzas utilizadas no procesado de alimentos deben cumprir unha serie de requisitos, dixo Franke, incluíndo o tempo e a lonxitude de agarre, a forza de agarre e o número de pezas que hai que agarrar.
Os obxectos a agarrar están influenciados por unha serie de factores, incluíndo a forma, a masa, as propiedades da superficie, a sequedade, a pegajosidade e a firmeza. A firmeza e a forma son especialmente importantes no procesamento do produto. As condicións ambientais, incluíndo a temperatura e a humidade, tamén son puntos a considerar. Tamén se require flexibilidade, especialmente cando se manexa a variabilidade natural dos alimentos.
"Xeralmente, o principio das pinzas de elastómero baséase en pinzas mecánicas", dixo Franke. "Pero en lugar de materiais plásticos ou metálicos duros, os elastómeros brandos están implementados como material de agarre en contacto coa superficie dos alimentos".
A segunda diferenza principal é o principio da función de pinza.
"Debido a que só os dedos brandos están dobrados pola presión, non se precisan xuntas ou construcións similares, o que fai que estas pinzas sexan mecánicamente moi sinxelas", dixo.
Non obstante, quizais a característica máis importante é o seu deseño compacto, o que o converte nunha opción ideal para o seu uso en ambientes con altas esixencias hixiénicas.
"O deseño da pinza é totalmente limpo porque se evitaron buratos e ocos onde se poden acumular residuos de produtos", dixo Franke.
O deseño fai que sexa especialmente fácil de limpar, o que é unha vantaxe para as empresas de procesamento de alimentos.
O deseño da pinza é o resultado dun proxecto de investigación alemán de tres institutos de investigación diferentes. O Instituto Alemán de Tecnoloxía Alimentaria tivo a idea do proxecto, así como a experiencia con respecto ás aplicacións de agarre para alimentos. Fraunhover AVV levou a cabo a construción e o Instituto Alemán de Tecnoloxía do Caucho escolleu os materiais elastómeros.